​背 景 在动力电池领域，因整车轻量化和更长的巡航里程的需求，更高的能量密度成为消费者关注的关键指标，对于电芯设计方面提出了更高的要求。在相同的化学体系下，往往可通过优化电芯设计参数来提升能量密度，例如提高极片的压实密度，优化导电剂和电解液配方等。但是压实密度的提高会带来一系列问题，其中包含电解液浸润

​前 言血淤是指中医辨证中的一种证型。血淤即血液运行不畅，甚至瘀滞不通的状态，阻滞于经脉及脏腑内，血淤会使患者出现皮疹紫暗、舌质紫暗，甚至会引起脑血栓、冠心病等疾病。在电芯中，电解液即为电芯的“血液”，当其无法充分浸润电芯内部并顺畅流通时，也会出现“血淤”现象，从而影响电芯的各方面性能。 电

​引 言粉体电阻率和压实密度是当前锂电行业材料监控的重要指标，其测定通常要在不同量化压力下完成，粉体受压过程是一个复杂的物理现象，涉及颗粒间的相互作用、位移、变形以及最终形成的紧密堆积状态。在受压的初始阶段，粉体颗粒处于松散堆积状态，颗粒间具有较大的孔隙；外力作用下颗粒逐渐移近、分离、滑动和转动，使得

​前 言在众多的正极材料中，高镍材料LiNixM1-xO2（M = Mn，Co，Al等）表现出高能量密度以及良好的循环寿命。然而与LiFePO4（LFP）相比，高镍正极的市场份额有下降趋势。造成这种现象的主要原因之一是与LFP相比，高镍正极在高充电态（SOC）时有着较差的安全性能。具体来说，正极的安全

​文章概述活性物质粉末的设计、制造和处理对电池的性能有着巨大的影响。在批量生产前，活性物质粉末的一致性保证了电池性能的稳定性。粉末的性能取决于成分、包覆状态、可压缩性和流动性。在介观尺度上，粉末之间的内聚性以及与基体的附着力对堆积状态的影响要大于颗粒形貌的影响。为了保持良好的流动性，应避免粉末中存在集

​前 言电池内部压力变化主要原因包括：（1）在锂离子电池的充放电过程中，电极材料体积随着锂化和脱锂而不断波动，根据理想气体状态方程PV=nRT,对于固定外壳的圆柱或者方壳电池，电极材料体积变化导致内部气体体积变化，从而导致内部气体压力的变化。（2）锂离子电池内的异常副反应会产生气体，从而导致更高的压力

​锂离子电池作为一种有效的电能存储设备，具有能量密度高、比功率大、输出电压高、自放电小、使用寿命长等优点，目前已广泛应用于电动汽车、电子产品等领域。但其在电化学循环过程中，由于锂离子的脱嵌过程会导致电极材料的体积膨胀和收缩，且电池内部伴有产气、产热现象发生，均会导致电池整体发生变形，而这种形变尤以厚度

​磷酸铁锂（LFP）电芯通常是基于橄榄石结构的LiFePO4材料涂覆在铝箔上作为正极，石墨材料涂覆在铜箔上作为负极，由于其安全性较好，目前成为新能源动力汽车以及储能电站最常选用的电芯体系。LFP电芯充电时，Li+迁移到LiFePO4颗粒表面，发生电极反应之后进入电解液，穿过隔膜后到达石墨负极颗粒表面，

​前 言电芯一致性是目前各大电芯制造企业着重解决的难点之一。在电芯生产制造过程中，由于物料、设备和环境等波动，生产出来的电芯会存在微小的差异，这微小的差异在将电芯组装成电池组后会进一步放大。好比于“木桶效应”，电池组内性能最差的电芯会直接影响到整个电池组的性能，包括安全性，循环寿命，容量发挥等[1-2

​电解液是锂离子电池四大主材之一，有锂离子电池的“血液”之称，电解液主要由有机溶剂、电解质锂盐及不同类型的添加剂组成。其中有机溶剂是电解液的主体部分，锂离子电池常用溶剂有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，其中EC与一种链状碳酸酯的混合溶剂是锂离子电

​锂离子电池循环过程中会发生容量衰减和损失，为了提高电池容量和性能，国内外的学者充分研究了锂电池容量损失的机理。目前，可知引起锂离子电池容量衰减的主要因素包括正负极表面形成 CEI/SEI 钝化膜、金属锂沉积、电极活性材料的溶解、阴阳极氧化还原反应或副反应的发生、结构变化及相变化等1~3。当前，对锂离

​背 景在锂离子电池的复杂体系中，电解液起着不可或缺的角色，它就像是电池内部的“血液”，负责在正负极之间传递锂离子，从而实现电能的储存和释放。电解液的性能直接影响到电池的整体性能，包括能量密度、循环寿命、充放电速率，以及工作温度范围。电池若要实现优异的倍率性能则需要电解液具有高的锂离子传输能力，锂离子

​一、作者信息及文章摘要2022年，北京理工大学 Peipei Xu博士开发了一种基于LFP电池的膨胀力曲线来预估电池SOC的方法，经过实验验证发现，在电池不同的工况条件下，膨胀力对SOC的变化比电压更加敏感，因此本文提出膨胀力估计SOC的方法，首先采用LSSVM方法搭建膨胀力模型，可解决膨胀力与SO

​一、作者信息及文章摘要2017年，J.R.Dahn课题组针对不同硅负极的软包电池，采用原位表征方法测试其电极的体积、应力和厚度变化，并结合计算的方式，定量分析硅复合电极每种成分的体积膨胀占比，从而为深入理解硅基材料的膨胀机理奠定基础。二、试验方案1. 本实验中制作三种电池：(A) Li(Ni1-x-

​全固态电池(assb)具有理论能量密度高、本质安全等优点，是最有前途的下一代储能系统。然而，电极与固体电解质之间“固-固”接触的限制严重阻碍了界面电荷传输。研究表明，外部压力的引入可以有效降低“固-固”接触电阻，延长电池的循环寿命。通过适当调整外部压力，可以优化固态电池的性能。但是外部压力对固态电池

​一、背景介绍在新能源汽车或储能电站中，锂离子电池常常会以多并串的形式组成模组或电池包（Pack）进行使用，如果其中某几颗电池出现性能缺陷或安全风险，则会引发整个模组或电池包的失效，甚至起火，这种现象可以称之为电池包的“木桶效应”。“木桶”的蓄水极限取决于“短板”的高度，因此合围“木桶”所使用的“木头

​锂离子电芯在充放电过程中的膨胀行为有两种表现形式：厚度和应力，准确测量膨胀厚度和膨胀力，有助于优化电芯设计和提升电池在使用过程中的安全性能1-3。恒间隙模式的传统测试方法是采用一个钢板夹具，将电芯固定在压板中间，用螺栓固定上下压板的位置，在上压板处安装一个力传感器来监控压力变化，但此方法很难保证测试

​在可持续的现代社会和气候目标的背景下，电池储能技术已成为全球汽车行业转型和全球经济可持续增长的重要方向。锂离子电池（LIB）由于其长周期寿命和高倍率性能，已成为消费者、电力和储能市场的主要储能解决方案之一。当前锂离子电池在降低生产成本、提高性能和耐久性方面仍然存在挑战，因此，深入了解生产过程对电池的

​电解液是锂离子电池研发的核心部分，不仅是保证离子传输的重要媒介，也是电池获得高电压、高比能的重要基础。电解液相关参数及对极片和隔膜的浸润性直接影响电池性能的发挥。其中电解液在极片中的浸润效果与极片本身的压实密度、孔隙大小、孔隙率等参数紧密相关，电解液在极片中的浸润情况评估可作为极片层级工艺优化的关键

​锂电池作为一种目前最常见的储能器件，已被广泛使用在生活的各方面。当电池在使用过程中，其内部无时无刻都在发生着化学、电化学反应，导致锂电池的形状也会随着这些反应而发生一定程度的变化。电池的膨胀通常分为两种：一种是正负极材料脱嵌锂结构变化造成的硬膨胀；另一种是由于锂电池内部的产气反应引起的软膨胀。硬膨胀

​前 言在电化学领域，电池测试设备是研究和开发新型电池技术的关键工具。随着新能源技术的飞速发展，高精度测试设备在电池测试中的重要性愈发凸显。充放电设备主要用于锂电池的一致性、安全性、功能性和可靠性的测试与评估，是锂电池生产、研发、应用等阶段不可或缺的重要环节。今年5月8日，工信部公开征求了对锂电池行业

​前 言随着新能源汽车对续航能力要求的不断提高，电池负极材料也在向着高能量密度的方向发展。传统石墨负极材料虽然工艺成熟、成本低，但是在能量密度方面的发展已接近其理论最大值（372mAh/g）。硅凭借着超高的克容量（4200mAh/g）和较低的嵌锂电位（0.4V）逐渐进入人们的视野，但硅负极在充放电过程

​前 言随着传统能源的日益枯竭，锂离子电池凭借着循环寿命长、能量密度高等特性被广泛应用于消费电子、新能源汽车、光伏储能等领域，但是随之而来的安全问题也引起了用户的极大关注。锂离子电池在发生安全故障的早期往往会出现明显的膨胀形变，并造成电池之间的显著压力变化，而这种膨胀远早于温度异常和气体溢出现象。因此

​在现有技术中，测量软包电芯平整度的方法主要是肉眼观察法、千分尺测厚或激光扫描法。肉眼观察法即我们俗称的目测法，就是利用可见光观察电芯的表面状态，是一种粗糙的不可定量的观察方法，利用可见光观察虽然快捷，但是无法定量的给出电芯的平整度的差异。激光扫描法是利用光学设备，将电芯的整个轮廓扫描后制作成3D模型

​硅碳体系电芯的膨胀主要与硅材料的体积膨胀有关，若电芯循环过程中不可逆膨胀累积太多，会导致电芯的容量衰减严重。目前行业内常用的改善硅碳复合电极循环性能的策略有¹⁻⁴：(1) 材料结构修饰，例如减小硅颗粒的尺寸，或合成纳米结构的硅电极；(2) 电位控制，以避免形成结晶的Li-Si合金；(3) 开发自修复

​前 言化成是锂离子电池生产制造过程中的一道关键工序，化成的目的主要是在负极表面生成SEI以隔绝电子并导通离子¹⁻²，SEI成膜的好坏直接影响电池后续的循环倍率性能，因此，控制合适的化成条件（化成温度、充电倍率、施加压力等）是非常重要的生产步骤。在SEI成膜过程中会伴随有电池体积的增加，一方面是由于成

​前言锂离子电池充放电过程中，正负极材料不断脱嵌锂造成颗粒体积变化，并伴随着电芯厚度变化，同时随着电芯的老化，伴随着SEI膜增厚、产气、析锂等也会使电芯厚度增加。若电芯被限制于固定空间内（实际应用场景），则会对此空间外壁产生一定的作用力（膨胀力），此膨胀力会影响电芯的循环性能及安全性。一般地，限制电芯

​锂离子电池在充放电过程中，由于正负极的结构膨胀和电解液分解产气会造成电芯的膨胀，当电池的束缚边界不同时，电芯膨胀的表现形式也不同。电芯表面施加的应力一定时，电芯表现出厚度的变化，而当电芯的初始厚度控制不变时，电芯则表现出应力的变化。通常在测试电芯的膨胀行为时，需要控制不同的边界条件，得到电芯膨胀厚度

​近些年来，锂离子电池因其较高的比容量与安全性被广泛地应用在消费电子、电动汽车、储能电站等领域。随着人们对电池容量的需求越来越高，锂电池企业，尤其是动力电池厂商，更多地采用多并串的电池模组来满足用户的容量需求。电芯在封装成模组时不仅要考虑模组的强度和变形，还须考虑封装的压力对电池性能发挥与安全性的影响

​随着电动汽车的快速发展，电动车在道路上的占有率也越来越高，给人们提供便利的同时，也不可避免的存在很多安全隐患，其中汽车碰撞事故是需要重点关注的安全问题。锂离子电池是电动汽车的储能装置，储存着巨大的能量。尽管锂离子电池被安装在汽车底盘上不易变形的位置，但一旦遭到撞击，就极有可能对电池造成破坏，引起短路