电解液不足有什么危害？如何确定最佳用量？

电解液的用量是电池设计中一个极其关键但常被忽视的参数。它并非越多越好或越少越好，而是需要根据电池的具体设计和工作条件进行精确优化。

一.电解液不足时的负面影响

1. 极片和隔膜浸润差，导致内阻增大，离子传输困难，容量偏低。
2. 另外，内阻越大，发热越严重，也会加速电解液的分解，带来更多的负面影响，比如产气等问题。电解液不足，析锂现象会倍数上升，总体循环性能会更差。
3. 同时，电解液不足的电池，倍率性能较差。

二、电解液过量的负面影响

1. 首先过多的电解液，成本增加了。
2. 过多的电解液，导致能量密度降低。因为电解液本身就重，却不提供容量，折算下来，能量密度被拖累了
3.  过多的自由电解液（未吸附在隔膜和电极孔隙中的部分）在电池内部高温、过充、短路等滥用条件下，更容易参与剧烈的放热反应（氧化分解），增加热失控的风险和严重程度。同时，过量电解液也可能增加封装难度和漏液风险。
综上，电解液一般不能少，稍微过量一点问题不大。因此，注液系数一般在1.4-1.5的样子。

三、如何确定最佳电解液用量

最佳用量没有统一标准，需要通过精心设计和实验优化来确定，主要考虑以下因素：

电极设计

孔隙率与孔隙结构： 高孔隙率电极需要更多电解液填充孔隙。
电极厚度： 厚电极需要更多电解液保证内部浸润。
比表面积： 高比表面积材料需要更多电解液形成界面。
压实密度： 影响孔隙率和浸润难度。
隔膜特性： 孔隙率、亲液性、厚度影响其吸液量和离子传输。
电池设计： 卷绕/叠片方式、极组紧密度、壳体空间等。
电解液性质： 粘度、润湿性、电导率、与电极材料的相容性。

工作条件

倍率要求： 高倍率应用需要更充分的浸润以降低内阻。
温度范围： 高温加速副反应和蒸发，低温下粘度增大，都需要优化用量保证性能。
寿命要求： 长寿命需求可能需要更充足的电解液储备。
安全性要求： 在满足性能前提下，倾向于适当减少用量以降低热失控风险（但绝不能牺牲浸润）。

关键指标：注液系数 / 孔隙填充率

我们常用注液系数或孔隙填充率来量化电解液用量：
注液系数： 电解液质量 / 电池理论容量 (g/Ah)。不同类型电池差异很大（如动力电池追求低注液系数以提高能量密度）。
孔隙填充率： (电解液体积) / (电极+隔膜的总孔隙体积) * 100%。理想情况下需要 > 100% (约110%-130%)，以确保完全浸润并留有裕量。过低无法浸润，过高则存在过多自由电解液。