那么，應(yīng)該如何選擇化成工藝參數(shù)呢?

1.首先是化成溫度：

化成溫度主要是通過影響電解液的粘度和電導率及電極材料離子擴散速度，對化成效果產(chǎn)生影響的。一般地，化成溫度越高電解液粘度越低、電解液電導率越高、電極材料離子擴散速度越快，因此極化越小，化成效果越好。但時，溫度過高時，將會破壞已經(jīng)形成的SEI膜的結(jié)構(gòu)、改變其組份;同時電解液為有機溶劑溶液，過高的溫度將使得電解液中的低沸點成份揮發(fā)速度加快，影響化成效果。因此，可選擇的化成溫度建議為RT~90℃;在實驗室條件允許的情況下，可使用高溫化成(45~70℃)。

2.其次是正負電極間的距離及距離一致性

對于扣式電池而言，影響正負電極間的距離及距離一致性的因素主要為扣式電池的選材及扣式電池組裝。

1)扣式電池的選材：扣式電池組要包括負極殼、彈簧片、墊片、鋰片、隔離膜、研究電極、正極殼等部件;為了確保正負極片間的距離最短，需要選擇更薄的隔離膜(薄的隔離膜離子傳輸距離更短，但更容易短路，產(chǎn)業(yè)界的解決方案為在隔離膜基材表層做陶瓷涂敷層處理及PVDF處理，從而解決正負極間短路問題;但處理層與隔離膜基材之間的粘接力有限，建議直接使用而不要對隔離膜進行超聲清洗，一般的，產(chǎn)業(yè)界組裝電池時并不需要對隔離膜進行超聲清洗)，目前產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)使用7um甚至更薄的隔離膜，之后在其表面處理陶瓷、PVDF等。為了使得正負電極間的距離一致性好，必須使用彈簧片進行應(yīng)力緩沖及平整的材料，包括平整的墊片、平整的鋰片以及平整的研究電極。

2)扣式電池組裝：建議采用雙墊片進行扣電組裝(如圖所示)，因為墊片平整度較高且剛性大、不容易變形，將電極置于兩片墊片之間，可以有效的將電極壓平，使得正負極電極間距離一致性高。

3.最后是化成流程

鋰離子電池的化成過程，主要是指電池的激活過程，具體為：在一定的電流作用下，成膜添加劑在電極活性物質(zhì)顆粒表面形成固體電解質(zhì)膜的過程。而影響整個過程的工藝參數(shù)主要為化成電流和化成截止電壓，均是通過化成設(shè)備(化成機)對其具體控制的。

1)化成電流：在前述文章中，科博士已經(jīng)與大家分享到：大電流時，更容易發(fā)生雙電子反應(yīng)，即兩個電子同時參與才能發(fā)生反應(yīng)，相應(yīng)更容易生成無機鋰鹽組份，且此時SEI膜分子更容易雜亂堆積，其結(jié)構(gòu)更為疏松，相應(yīng)厚度更大，不可逆反應(yīng)更多;小電流化成時，更容易發(fā)生單電子反應(yīng)，即只需一個電子參與即可發(fā)生的反應(yīng)，相應(yīng)更容易生成有機鋰鹽組份，且此時SEI膜分子更容易有序堆積，其結(jié)構(gòu)更加致密，相應(yīng)厚度更小，不可逆反應(yīng)更少。

2)化成截止電壓：化成過程即是成膜添加劑在活性物質(zhì)顆粒表面形成SEI膜的過程，而形成SEI膜的過程是不可逆反應(yīng)過程，因此僅需要將化成截止電壓設(shè)定在成膜添加劑完全反應(yīng)完全的電位之上，使得成膜反應(yīng)充分進行即可。而一般成膜添加劑(如VC、FEC)的成膜電位均低于3.0V(對金屬鋰的電位)，但由于極化的存在，同時要確保化成充分進行，對于研究鋰離子電池正極材料可以將化成截止電位設(shè)置在3.5V~3.8V之間(即化成時，僅需要小電流充電至3.5V，之后即可使用正常的充放電電流對電池進行充放電)，對于研究鋰離子電池負極材料可以將化成截止電位設(shè)置在0.3V左右。

通過上述化成電流及化成截止電壓的優(yōu)化，不僅能夠得到性能更加優(yōu)良的電池，而且可以極大的縮短化成時間，減少化成設(shè)備的占有，降低研究費用。但對于一個新體系來說，該如何確定所使用的化成電流大小是否最優(yōu)，如何選擇化成截止電壓呢?科路得科博士將為大家介紹一種簡單有效的驗證方法：試錯法。

以鈷酸鋰/石墨體系為例，使用VC、FEC為添加劑的電解液，選擇0.02C進行橫流充電，直至電池滿充(4.2V)，計算dQ/dV的值，并作dQ/dV-V的曲線圖，如下圖所示，第一個反應(yīng)峰位置(~2.8V)即為成膜添加劑分解成膜的電位，化成截止電位為~2.92V;再選擇0.03C電流對平行樣品化成，得到第一個反應(yīng)峰位置(~2.8V)即為成膜添加劑分解成膜的電位，化成截止電位為~2.94V;最后選擇0.05C電流對平行樣品化成，得到第一個反應(yīng)峰位置(~2.9V)即為成膜添加劑分解成膜的電位，化成截止電位為~3.16V。從上述結(jié)果可以看出，0.02C電流化成與0.03C化成時，成膜反應(yīng)封位置重合，不會對成膜產(chǎn)生大的影響，但采用0.05C化成時，峰位置明顯右移，極化增大，將對化成效果產(chǎn)生影響，因此從節(jié)約化成時間，又得到性能優(yōu)良的電芯的角度分析，選擇0.03C電流化成為較優(yōu)結(jié)果。采用不同化成電流化成時，成膜反應(yīng)截止電位分別為2.92V、2.94V和3.16V，從充分反應(yīng)角度出發(fā)，可以選擇化成截止電位為3.5V。即化成流程為0.03C恒流充電至3.5V即可完成化成。

以上分析，為廣大科粉詳細闡述了鋰離子電池研究時，化成工藝的設(shè)置：

1.化成溫度：RT~90℃;優(yōu)選45~70℃;

2.正負電極間的距離及距離一致性：選著薄隔膜、雙墊片組裝扣電;

3.化成流程：試錯法優(yōu)化化成電流及化成截止時間。