浅谈动力电池的发展历程和技术发展方向
根据客户的需求，逐步分解设计，每个流程最终都会转换成文件输入输出。下面将详细描述产品设计过程。
GB/T34013-2017 《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》
最基本的设计包括阴极比阳极宽1-2mm，隔膜比阴极宽2-4mm。为了保证电池不会短路，叠片相当于几个小极片并联，绕组相当于一个大极片
软包装电池由于铝塑膜重量轻，内部空间利用率高，适合开发能量密度更高的电池。但由于内部空间的限制，金属外壳的能量密度略低于软包装电池。安全性因为铝电池有金属外壳保护，安全性会更高，而软包装电池只能靠材料本身的性能通过安全性测试，目前看来比较难。
就工艺难度而言，由于软包装电池是大量的小极片，对模切设备要求高，容易产生较大的自放电和局部微短路。同时由于内部空间的限制，游离电解质较少，循环性能可能稍差。
卷绕式电池相对好一些，有一些剩余，容易实现自动化生产。就成本而言，由于绕线式电池对外壳的焊接要求较高，成本略高，而软包电池不涉及激光焊接，侧重于封装，设备投资较低。
根据电池内部空间，计算电池正负极和隔膜层数。根据行业发展现状，在以往试验经验的基础上，通过实验验证了材料的相关参数。需要验证压实密度和材料特性。辅料的性能(包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚偏氟乙烯、导电剂等的验证。)是基于平台模型的开发。最终的工艺开发还需要与材料相匹配，以获得最终的控制计划和工艺流程图。目前厂家为了缩短时间，把实验验证和工艺开发结合起来，但是风险往往很高。毕竟物质系统本身是随着技术的发展而发展的。
每种材料的各项性能都有相关的测试标准，正负极的一些性能指标直接关系到电池的性能指标。但是目前还没有合适的模型来模拟正向电化学性能，只能根据现有的经验数据进行修复。
但是Co比例的增大导致晶胞参数a和c减小且c/a增大，导致容量降低。
但是过高的Mn含量将会降低材料克容量，并且容易产生尖晶石相而破坏材料的层状结构。
但是Ni含量过高将会与Li+产生混排效应而导致循环性能和倍率性能恶化，而且高镍材料的pH值过高影响实际使用。
随着镍含量的提高，材料的容量是越来越高的，但材料的热稳定性是逐渐下降的，Mn可以起到稳定结构的作用，而Ni则不具有这个功能，随着温度的升高，
脱锂态的正极材料Ni经由四面体位迁移到Li层，引发结构崩塌和热稳定性问题。
材料的结构从层状盐向尖晶石转变，继续转变为岩盐结构，每一转变都有氧的释放，加速了材料的热失控。
对于大多数材料厂家而言本身是不生产前驱体的，前驱体有专门的生产厂家，原材料厂从前驱体厂家购买了前驱体然根据需求进行材料的烧结，控制条件的不同，得出不同性能的材料。
NCA充放电过程中严重的产气，导致电池鼓胀变形，循环及搁置寿命下降，给电池带来安全隐患，所以通常使用NCA正极材料制作18650型圆柱电池，
以缓解电池鼓胀变形问题。Tesla Model S采用与Panasonic共同研发的高容量3.1AhNCA锂电池组，由7000颗18650圆柱电池组成。
由于NCA制备条件苛刻，用起来也相对麻烦，因而国内比较倾向于NCM811的路线，日韩比较倾向于NCA路线。
某材料厂家单晶NCM523材料在不同电压下的性能，虽然电压提高有助于能量密度的提升，但是给整个体系的匹配性带来了一定的难度。
1、氧化物包覆 ，在不影响锂离子脱出的过程中提高电导率，或者提供路径，或者保护表面等等作用。
低价元素：Mg、Sr、Zn、Al、B、La
四价元素：Zr、Ti、Si、Ce
高价元素：V、W、Mo、Cr等
2、电子、快离子导体
电子：C、石墨烯、AZO、ITO、PPy等
快离子：LBO、LZO、NTP、Li3PO4等
3、盐类包覆
AlF3、AlPO4、LiAlF4等
根据专家组的建议和目前的技术水平，提高镍含量以及材料的上限电压，在辅助其他材料技术来进行材料的技术升级，负极由石墨过渡到硅碳，最终实现锂金属负极的应用。
编辑：jq
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