【超干货】锂电池CB值设计手册

（1）C.B.值的常规定义

正对面阳极容量与阴极容量的比值。

（2）C.B.值的实际本

全电池充电时，阳极提供的锂空位能否接收阴极提供的活性锂离子，保障活性锂不在阳极沉积析出。

（3）C.B.值的设计要求

设计的C.B.值应要保证电芯开放的工作窗口、全生命周期内不析锂。

（4）影响C.B.值因素

但究其根本，只有两个因素：克容量及涂布重量(C.W.)的变化。

下图中展示了影响C.B.设计值变化的几个细分因素，其实质就是在不同情况下，阴极活性锂总量与阳极空位总量发生相对变化。通常来说：

1、全电首效波动直接反应阴极克容量的发挥水平，因而实际的C.B.值随之变化。

2、若阴极衰减快，随循环进行，C.B.值逐渐变大；反之，阳极衰减快，C.B.值逐渐变小；因此需要合理设计，保证EOL C.B. > 1，电芯不析锂。

3、倍率效应、温度效应；在提升工作温度或充放电倍率时，阴、阳极的脱/嵌锂动力学性能存在差异，锂离子受到的阻力是不同的；例如若阴极25°C 0.33C 160mAh/g，25°C 1C 150mAh/g；25°C 160 mAh/g，45°C 170 mAh/g；若阳极0.33C 350mAh/g，1C 330mAh/g等，若忽视倍率或温度引起阴、阳极的克容量变化，而导致C.B.值设计不合理，在低温大倍率下，极易发生析锂。

4、此外，小编建议在做设计之前，必须掌握制程能力；因为涂布存在公差波动，当阴极涂布重量偏上限，而阳极涂布偏下限的情况下，实际C.B.值是偏小的；并且冷压后，阴极延展率较高(>1%)、阳极延展率相对较小(<1%)以及涂布削薄等，这些因素均表明阴、阳极的涂布重量发生变化，偏离设计值；需综合考虑，保障电芯C.B.值不失效。

5、电芯结构不同，正对面的阴、阳极涂布质量发生变化。如下图，相对叠片结构，卷绕结构内圈的阳极比外圈的阴极正对面长度略小，即正对面阳极涂布重量低于设计值，需要补偿曲率损失。这也衍生了圆柱电芯中独特的AB面设计，即涂布重量一面轻一面重，修正C.B.值设计。

通常说的C.B.值是采用阴、阳极的可逆克容量计算，这里称为放电C.B.值，一般设计采用1.05-1.20；根据小编的经验大致分为，3C类1.05-1.1；动力类1.1-1.15能量型，1.15-1.2功率型。上述C.B.设计通常是石墨体系，业内具备丰富的设计经验。而近年来无论是动力类还是3C类电芯，均对能量密度提出了高要求，特斯拉的硅碳电池早已面世装车，最近小米MIXAlpha手机又高调宣发长续航4050mAh高容量纳米硅基电池，硅基电池技术的成熟度越来越高。那硅基体系的C.B.值设计要求还与石墨体系相同吗？小编想在这里分享对比下。

在分享之前，上图描述了1st/2nd充放电过程中，1st Cycle/2ndC.B.值的计算(充电/放电C.B.值)，并推理了其与全电首效与扣电首效之间的关系，目的也是为了用一个直观的等式表明充电C.B.和放电C.B.之间的理论关系。

那么在此，做一个简单的计算对比，假定石墨体系设计放电C.B.值=1.15，石墨扣电首效93%，全电首效一般是84-88%左右，即，1.15=93%/(84%或88%*充电C.B.)，得充电C.B.=1.039或1.088，考虑制程偏差，充电C.B.会更小，综合来说首次充电析锂的风险相对较小。但如果是硅基体系呢？考虑到硅基体系的高膨胀特性，业内大多选择的是低首效(全电)的氧化硅体系。各位读者可以自己计算下，即使是设计放电C.B.=1.15，也不能完全保证，低首效(全电)氧化硅体系首次充电不析锂。小编在此建议，基于硅基体系，应该优先考虑充电C.B.，而石墨体系在做极限设计时，也应该考虑充电C.B.值，这样才能保证首次充电不析锂。

最后分享一个C.B.值设计的经验公式，希望给初入行业的后继者们一些启发。本文仅仅是考虑C.B.值设计不失效，而关于C.B.值的大小细化设计验证，需根据不同种类的电芯(例如3C、启停、HEV、PHEV、EV等)，工作窗口不同，工况不同，需要进行DOE验证设计C.B.值，保障电芯在最恶劣的工况下，不析锂。

文章来源：新能源时代

注：本站转载的文章大部分收集于互联网，文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流，如涉及版权等问题，请您告知，我将及时处理！

推动中国锂电池产业升级，锂离子电池产品安全标准CCC认证介绍

前言

近年来，受益于新能源汽车动力电池和储能电池，以及消费电子需求的增长，作为中国绿色发展产业之一，电池行业得以快速发展，且保持着较快增长势头，今年市场受政策、库存、原材料价格、产能过剩等影响，造成供需明显失衡及市场情绪摇摆，电池行业进入多元化发展阶段，同时安全事故不断发生，因此3C认证的推动格外重要。

2024年1月25日14:00-17:00，由充电头网、电池交易网举办的2024新电池技术研讨会顺利在充电头网公众号平台举行，这次直播研讨会充电头网邀请数家知名企业为大家带来精彩演讲，演讲嘉宾各自分享了电池新产品、新技术，分享市场最新动态和干货。

在本次大会上，中国电子技术标准化研究院给大家带来了锂离子电池产品安全标准及CCC认证情况介绍精彩演讲，演讲嘉宾是赛西安全实验室部长周辉，本次演讲主要通过介绍锂电池发展背景、3C认证解读以及国内外锂电池标准动态三大部分来介绍。

周辉先生就职于中国电子技术标准化研究院安全室，是全国电子产品安全标准工作组成员和锂离子电池安全标准特别工作组成员。中国电子技术标准化研究院（电子标准院、电子四院），创建于1963年，是工业和信息化部直属事业单位，是国家从事电子信息技术领域标准化的基础性、公益性、综合性研究机构。

首先介绍的是中国电子技术标准化研究院（又称电子标准院、电子四院）单位概况电子标准院以电子信息技术标准化工作为核心，通过开展标准科研、检测、计量、认证、信息服务等业务，面向政府提供政策研究、行业管理和战略决策的专业支撑，面向社会提供标准化技术服务。电子标准院承担59 个IEC、ISO/IEC JTC1 的TC/SC 国内技术归口和17 个全国标准化技术委员会秘书处的工作，与多个国际标准化组织及国外著名机构建立了合作关系，为标准的应用推广、产业推动和国际交流合作发挥了重要的促进作用。

电子标准院建有政府授权和权威机构认可的实验室、认证机构和工作站，在深圳、广州、上海、苏州等地设有分支机构，依托赛西实验室、赛西认证、赛西培训、赛西信息服务等平台，面向市场和客户提供专业的试验检测、计量校准、认证评估、培训咨询等服务，在电子信息和工业领域的标准化和合格评定方面发挥着核心的技术基础作用。