本文作者分析零电压的产生原因，，，，，，，，重点分析极片毛刺导致电池零电压的现象，，，，，，，，以准确找到短路的原因，，，，，，，，精准解决此问题，，，，，，，，更好地理解生产过程中极片毛刺管控的重要性。。。。。。。

1 实验

1.1 电池制备

实验电池以镍钴锰酸锂材料（NCM111）作为正极活性物质。。。。。。。将正极活性物质、导电剂SP 炭黑、黏结剂聚偏氟乙烯PVDF和溶剂NMP按照质量比66∶2∶2∶30搅拌，，，，，，，，制成浆料，，，，，，，，涂覆在15μm厚的涂碳铝箔上，，，，，，，，单面涂覆量为270g/m2。。。。。。。将正极极片放置在温度(120±3)℃的烤箱中干燥24h，，，，，，，，辊压后,极片的压实密度为3.28g/cm3。。。。。。。

以钛酸锂材料Li4Ti5O12作为负极活性物质。。。。。。。将负极活性物质、导电剂SP炭黑、黏结剂PVDF和溶剂NMP按照质量比52∶2∶2∶44搅拌，，，，，，，，制成浆料，，，，，，，，涂覆在15μm厚的涂碳铝箔上，，，，，，，，单面涂覆量为214g/m2。。。。。。。将负极极片放置在温度(110±3)℃的烤箱中干燥24h，，，，，，，，辊压后，，，，，，，，极片的压实密度为1.85g/cm3。。。。。。。干燥后的极片经分切后，，，，，，，，极片宽度（136.0±1.0）mm，，，，，，，，极片毛刺不超过12μm。。。。。。。

以1mol/L LiPF6/EC+EMC+DMC（体积比1∶1∶1）为电解液，，，，，，，，20μm厚的聚乙烯(PE)多孔隔膜为隔膜，，，，，，，，制备66160型电池，，，，，，，，容量设计为45Ah。。。。。。。卷绕组装后，，，，，，，，将铝壳顶盖焊封，，，，，，，，将实验电池放置在温度(85±3)℃的烤箱中，，，，，，，，干燥24h，，，，，，，，再向电芯注液，，，，，，，，注液量均为200g。。。。。。。注液后的电池在常温下静置72h，，，，，，，，静置结束后，，，，，，，，对所有实验电池进行开路电压(OCV)测试,记录电池内阻和电压。。。。。。。

化成前的零电压电池，，，，，，，，充电后，，，，，，，，毛刺熔断，，，，，，，，零电压不再出现。。。。。。。对该电池进行正常；；；；；闪鞒滩馐，，，，，，，，化成工艺如下：①高温箱温度达到120℃后，，，，，，，，搁置120min；；；；；；②1.0C恒流充电至截止电压2.8V后。。。。。。。转恒压充电,充电截止时间2h；；；；；；③搁置10min；；；；；；④1.0C恒流放电至截止电压1.5V后，，，，，，，，转恒压放电，，，，，，，，放电截止时间2h；；；；；；⑤搁置10min；；；；；；⑥重复②到⑤步骤3次；；；；；；⑦1.0C恒流充电，，，，，，，，充电时间0.7h，，，，，，，，再以2.3V恒压充电，，，，，，，，截止电流 0.45A。。。。。。。对化成后的电池进行自放电测试。。。。。。。采用测试静态电压的方法，，，，，，，，测试电压时长不少于两个月。。。。。。。电池在常温(25±5)℃下静置24h后，，，，，，，，进行开路电压测试并记录。。。。。。。电池继续在常温下静置，，，，，，，，一个月、两个月后，，，，，，，，再次进行开路电压测试并记录。。。。。。。

1.2 充电测试

用交流内阻测试仪进行内阻和电压分析。。。。。。。用5V-50A高精度电池性能检测系统进行充电性能测试。。。。。。。对注液后静置结束的电池进行电压测试时,短路电池的电压为0，，，，，，，，即为零电压电池。。。。。。。对零电压电池进行充电测试。。。。。。。在环境温度(25±3)℃下，，，，，，，，采用1A、2A和3A等不同电流充电,充电结束后,观察电池电压的变化情况。。。。。。。按照电流从小到大、时间由短到长进行实验,充电时间分别设置为5s、10s、25s。。。。。。。

1.3 自放电测试

采用二次元测试仪进行极片毛刺分析。。。。。。。用交流内阻测试仪进行内阻和电压分析。。。。。。。用5V-50A高精度电池性能检测系统测试电性能。。。。。。。用高温箱控制电池温度。。。。。。。

2 结果与讨论

2.1 化成前电池电压对比

1A、2A充电过程中及停止充电后的电池电压见图1。。。。。。。从图1可知，，，，，，，，零电压电池可近似看作内部存在毛刺短路。。。。。。。该电池可承受1min内2A以下电流的测试。。。。。。。当充电电流为1A、2A时，，，，，，，，由于内部存在毛刺导致的短路，，，，，，，，电压达到一个稳定值后不再变化；；；；；；当停止充电后，，，，，，，，电压快速恢复到0。。。。。。。

继续增大充电电流,将充电电流改为3A，，，，，，，，充电时间分别设置为5s、10s、25s，，，，，，，，电池的充电测试曲线见图2。。。。。。。

从图2可知，，，，，，，，当充电电流达到3A时，，，，，，，，电池在5s和10s充电时间下，，，，，，，，电压状态与1A、2A充电类似。。。。。。。继续延长充电时间，，，，，，，，当充电时间超过10s后，，，，，，，，电压缓慢上升；；；；；；当充电时间达到20s后，，，，，，，，电压快速上升，，，，，，，，充电停止后，，，，，，，，电压缓慢下降，，，，，，，，短时间内没有出现之前的零电压现象。。。。。。。由充电过程中电压变化的速度可知，，，，，，，，此时，，，，，，，，电池内部的毛刺已因充电产生的热量发生了热熔断。。。。。。。毛刺熔断之前，，，，，，，，在充电开始后的10~20s内，，，，，，，，电压出现一个缓慢上升的阶段。。。。。。。20s后，，，，，，，，毛刺熔断，，，，，，，，此时电池电压出现快速上升。。。。。。。停止充电后，，，，，，，，电池电压缓慢降低。。。。。。。毛刺熔断后，，，，，，，，金属杂质仍然残留在电池内部，，，，，，，，导致自放电快于正常电池。。。。。。。对该电池进行正常；；；；；珊，，，，，，，，测试自放电速度。。。。。。。

实验选取的电池按照1.3节化成工艺进行充放电，，，，，，，，步骤⑦结束后，，，，，，，，电池荷电状态(SOC)约为80%。。。。。。。在常温下对电池进行自放电测试，，，，，，，，并选取正常电池和同批包含杂质电池进行对比，，，，，，，，测试数据见表1。。。。。。。

从表1可知，，，，，，，，毛刺导致的电池自放电现象确实存在，，，，，，，，影响了电池的荷电保持能力。。。。。。。采用充电电流分析自放电异常的原因，，，，，，，，可直观地反映出制造过程中极片毛刺的异常状况，，，，，，，，说明在生产过程中应进一步加强工艺控制要求，，，，，，，，及时维护刀具,保证电池的性能，，，，，，，，减少安全隐患。。。。。。。毛刺熔断后，，，，，，，，极片内部仍存在金属杂质。。。。。。。测量电池分容后的自放电数据可知，，，，，，，，正常电池常温下静置一个月后，，，，，，，，电压降低约7mV，，，，，，，，两个月后，，，，，，，，电压降低约10mV，，，，，，，，说明毛刺过大电池的自放电率大于正常电池。。。。。。。结合化成前的电压和分容后的自放电数据分析可知，，，，，，，，毛刺过大，，，，，，，，将导致电池荷电保持性能出现异常。。。。。。。电池极片存在的毛刺不会完全消失，，，，，，，，将长期影响电池的性能。。。。。。。

3 结论

电池制造过程中，，，，，，，，控制极片毛刺大小是一项关键参数。。。。。。。毛刺导致短路后，，，，，，，，电池在注液后的电压为0。。。。。。。对毛刺引发的短路电池进行小电流充电，，，，，，，，会出现电压恒定不变的现象，，，，，，，，当电流达到毛刺熔断值后，，，，，，，，电池内部存在金属杂质，，，，，，，，会继续影响电池的自放电，，，，，，，，自放电率大于正常电池。。。。。。。该方法可以识别电池制造过程中毛刺引发的电池短路，，，，，，，，从而指导在电池生产过程中，，，，，，，，加强对分切、模切、卷绕设备进行排查，，，，，，，，避免大批量不合格电池的产生。。。。。。。

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