一、電極的組成：

1、正極組成：

a、鈷酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提供鋰源。

b、導(dǎo)電劑：提高正極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。

c、PVDF粘合劑：將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。

d、正極引線：由鋁箔或鋁帶制成。

2、負(fù)極組成：

a、石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì)；主要分為天然石墨和人造石墨兩大類(lèi)。

b、導(dǎo)電劑：提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

提高反應(yīng)深度及利用率。防止枝晶的產(chǎn)生。利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。（可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加）。

c、添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。

d、水性粘合劑：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。

e、負(fù)極引線：由銅箔或鎳帶制成。

二、配料目的：

配料過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的一致性。配料大致包括五個(gè)過(guò)程，即：原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。

配（一）、正極配料原理1、原料的理化性能。

（1）鈷酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，PH值為10-11左右。

錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7μm，含水量≤0.2%，通常為弱堿性，PH值為8左右。

（2）導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量3-6%，吸油值~300，粒徑一般為2-5μm；主要有普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配；通常為中性。

（3）PVDF（聚偏二氟乙烯）粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性變差。

（4）NMP（N-甲基吡洛烷酮）：弱極性液體，用來(lái)溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來(lái)稀釋漿料。

2、原料的預(yù)處理

（1）鈷酸鋰：脫水。一般用120℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

（2）導(dǎo)電劑：脫水。一般用200℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

（3）粘合劑：脫水。一般用120-140℃常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。

（4）NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。

3、原料的摻和：

料原理：

（1）粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。

（2）鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。

4、干粉的分散、浸濕：

（1）原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開(kāi)始爭(zhēng)奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。

當(dāng)潤(rùn)濕角≤90度，固體浸濕。

當(dāng)潤(rùn)濕角＞90度，固體不浸濕。正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對(duì)容易。

（2）分散方法對(duì)分散的影響：

A、靜置法（時(shí)間長(zhǎng)，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；

B、攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別材料的自身結(jié)構(gòu)）。

1、攪拌槳對(duì)分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來(lái)對(duì)付分散難度大的材料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài)，效果佳。

2、攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。

3、濃度對(duì)分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。

4、濃度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。

5、真空度對(duì)分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度；材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。

6、溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。

5、稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

（二）、負(fù)極配料原理（大致與正極配料原理相同）1、原料的理化性能。

（1）石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。

（2）水性粘合劑（SBR：丁苯橡膠）：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。

（3）防沉淀劑（CMC：羧甲基纖維素）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。

（4）異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度（異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種）。

（5）去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。

2、原料的預(yù)處理：

（1）石墨：A、混合，使原料均勻化，提高一致性。B、300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低）。

（2）水性粘合劑：適當(dāng)稀釋?zhuān)岣叻稚⒛芰Α?/p>

3、摻和、浸濕和分散：

（1）石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。

（2）可先用醇水溶液將石墨初步潤(rùn)濕，再與粘合劑溶液混合。

（3）應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。

（4）分散過(guò)程為減少極性物與非極性物距離，提高勢(shì)能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時(shí)提高流動(dòng)性，降低分散難度。

（5）攪拌過(guò)程如加入真空脫氣過(guò)程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。

（6）分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容，在三、（一）、4中有詳細(xì)論述，在此不予詳細(xì)解釋。

4、稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

四、配料注意事項(xiàng)：

1、防止混入其它雜質(zhì)；

2、防止?jié){料飛濺；

3、漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整，以免增加麻煩；

4、在攪拌的間歇過(guò)程中要注意刮邊和刮底，確保分散均勻；

5、漿料不宜長(zhǎng)時(shí)間擱置，以免沉淀或均勻性降低；6、需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入，以免組分材料性質(zhì)變化；

7、攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短以設(shè)備性能、材料加入量為主；攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換，無(wú)法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，以免損傷設(shè)備；

8、出料前對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)篩，除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶；

9、對(duì)配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，確保其掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以免釀成大禍；

10、配料的關(guān)鍵在于分散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。

“鋰電池放電放得越盡，電池的損耗就會(huì)越大”，艾克郎大學(xué)，幫助美國(guó)太空總署NASA研究延長(zhǎng)電池壽命的電子工程教授TomHartley，說(shuō)到，“給電池充電充得越滿，電池的損耗也會(huì)越大。鋰電池最好是處于電量的中間狀態(tài)，那樣的話電池壽命最長(zhǎng)。”

首先，過(guò)高和過(guò)低的電量狀態(tài)對(duì)鋰電池的壽命有最不利的影響，而充放電循環(huán)次數(shù)反而是次要的。其實(shí)，大多數(shù)售賣(mài)電器或電池上標(biāo)識(shí)的可反復(fù)充電次數(shù)，都是以放電百分之80為基準(zhǔn)測(cè)試得出的。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于一些筆記本電腦的鋰電池，經(jīng)常讓電池電壓超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電壓0.1伏特，即從4.1伏上升到4.2伏，那么電池的壽命會(huì)減半，再提高0.1伏，則壽命減為原來(lái)的3分之一；長(zhǎng)期低電量或者無(wú)電量的狀態(tài)則會(huì)使電池內(nèi)部對(duì)電子移動(dòng)的阻力越來(lái)越大，于是導(dǎo)致電池容量變小。美國(guó)宇航局NASA讓其哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上電池的消耗電量設(shè)定在總?cè)萘康陌俜种?0，以確保電池可以反復(fù)充放電10萬(wàn)次而不必更新。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上電池的消耗電量設(shè)定在總?cè)萘堪俜种?0，電池充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)10萬(wàn)次。

其次，溫度對(duì)鋰電池壽命也有較大的影響（手機(jī)和其他小型電子設(shè)備對(duì)此點(diǎn)可忽略）。冰點(diǎn)以下的環(huán)境有可能使鋰電池在電子產(chǎn)品打開(kāi)的瞬間燒毀，而過(guò)熱的環(huán)境則會(huì)縮減電池的容量。因此，如果筆電長(zhǎng)期使用外接電源也不將電池取下來(lái)，電池就長(zhǎng)期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中，更主要的是，電池長(zhǎng)期處于百分之100的電量狀態(tài)，很快就會(huì)報(bào)廢（包括我自己的筆電電池就是這么玩完的）。

由以上，我們可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)確保鋰電池容量和壽命的注意事項(xiàng)：

不需要將鋰電池充到百分之100滿電，更不要將電量使用殆盡。在情況允許的情況下，盡量使電池的電量維持在半滿狀態(tài)附近，充電與放電的幅度越小越好；通用ChevyVolt電動(dòng)車(chē)的出廠設(shè)計(jì)就是強(qiáng)制將電池電量維持在20%至80%，而蘋(píng)果筆電的內(nèi)置電池可能也是運(yùn)用了這一方法（包括其他一些筆電和電子產(chǎn)品），讓電池的可充放電周期數(shù)增加。

不要將鋰電池（尤其是筆記本鋰電池）長(zhǎng)期在設(shè)備使用外接電源的情況下工作。就算您的筆記本散熱良好，長(zhǎng)期百分之100的電量就等于對(duì)鋰電池的謀殺。

1.如果你長(zhǎng)期用外接電源為筆記本電腦供電，或者電池電量已經(jīng)超過(guò)80%，馬上取下你筆記本的電池、平時(shí)充電不需將電池充滿，充至80%左右即可；調(diào)整操作系統(tǒng)的電源選項(xiàng)，將電量警報(bào)調(diào)至20%以上，平時(shí)電池電量最低不要低于20%，在下降到20%以前即要進(jìn)行充電；

2.手機(jī)等小型電子設(shè)備，充好電了就應(yīng)立刻斷開(kāi)電源線（包括充電功能的USB接口），一直接著會(huì)損害電池；要經(jīng)常充電，記起來(lái)就充，但不必非得把電池充滿；

3.無(wú)論是對(duì)筆記本還是手機(jī)等，都一定不要讓電池耗盡；

4.如果要外出旅行，把電池充滿吧，但請(qǐng)記得在條件允許的情況下隨時(shí)為電器充電，為了電池壽命，一定不要等到電池放干；

5.使用更為智能省電的操作系統(tǒng)，比如正版Windows7。

現(xiàn)今人們都擁有不少電子設(shè)備，其中很大一部分使用鋰電池，確保電池壽命非常實(shí)用。畢竟電池報(bào)廢了還要回收處理，否則就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

五、總論：隨著電池制程的日益透明，鋰離子電池生產(chǎn)廠家越來(lái)越將配料列為核心機(jī)密，因?yàn)閺牟牧系奶暨x、處理到合理搭配包含了太多技術(shù)人員的心血，同樣的材料，有的廠家用起來(lái)特別順利，有的廠家就麻煩百出；有的廠家用中檔的材料可以做出高端的電池，而有的廠家卻使用最好的材料做成的電池慘不忍睹；配料的基礎(chǔ)知識(shí)可以讓大家對(duì)配料的了解多一些，少走一些彎路；但水平有限，難免有疏漏之處，希望大家多多批評(píng)指正。也期望大家在工作中認(rèn)真研究，真誠(chéng)交流，大膽創(chuàng)新，團(tuán)結(jié)起來(lái)，共同促進(jìn)中國(guó)鋰離子電池生產(chǎn)水平的提高。