鋰電池性能和Overhang兩者之間的關系

外置電源給鋰離子電池充電的時候，正極上的電子e通過外部電路跑到負極上，鋰離子Li+從正極活性物質顆粒內部“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上曲曲彎彎小孔隙，“游泳”到達負極，與早就已經沖過來的電子聯(lián)系在一起，進入到負極活性物質顆粒內部。如果負極沒有接受鋰離子所在的位置，鋰離子會在負極表面析出，形成鋰枝晶，刺入隔膜，導致電池內短路，引發(fā)熱失控。所以，在鋰電池設計的時候，負極往往需要過量設計以避免此類情況出現(xiàn)，主要包括兩個方面：

Overhang的介紹

overhang會影響到電池電化學性能，正負極完全重疊，沒有overhang設計的電池性能最好，不過因為工程精密度難以實現(xiàn)這樣的情況下，電池反而更容易出現(xiàn)析鋰。overhang會使鋰離子擴散至此并殘存導致容量損失，尤其是如果在充電狀態(tài)下長時間保存更加明顯。放電后再加小電流恒壓放電能使overhang地區(qū)殘存鋰離子擴散回重疊地區(qū)發(fā)揮作用。

(1)N/P設計，即單位面積內負極容量與正極容量的比值，NP比一般為1.1-1.5之間，確保負極具備一定的過量以避免鋰枝晶析出，NP比具體數(shù)值按照不用材料體系的設計考慮。

(2)Overhang設計，Overhang是指負極極片長度和寬度方向多出正負極極片以外的一部分。

負極過量以上兩個方面的設計都應該考慮電池制造工程能力，例如涂布面密度精密度，極片尺寸精度，電芯組裝精密度等方面，在生產制造精密度范圍內務必確保負極過量。從鋰電池能量密度和成本角度考慮，負極過量又應該盡可能低。可是，實際的情況非常復雜，N/P設計和Overhang設計都應該結合各因素考慮各個方面因素。