锂电池极片的膨胀

极片和隔膜在注液后的静置和化成过程中会发生膨胀现象，会导致电池的厚度增加。极片的膨胀包括电极材料颗粒的膨胀、黏结剂的溶胀和极片中颗粒间应力松弛等三个方面。

电极材料颗粒的膨胀：

电极材料膨胀主要是由锂的嵌入和表面SEI膜的形成引起的。嵌锂过程中石墨碳层间距和晶胞体积的变化随着嵌锂量的增大，碳层间距逐渐增大，晶胞体积也逐渐增大。当嵌锂量最大形成一阶化合物时，碳层间距增大7.4%，晶胞体积增大约为10%。这说明石墨嵌锂过程中体积膨胀主要是由碳层间距增大造成的。

表面形成SEI膜也会导致极片膨胀。在首次充电过程中，负极极片中石墨颗粒表面会形成SEI膜，SEI膜覆盖在活性物质颗粒表面导致石墨颗粒体积增大，造成极片膨胀。但由于SEI膜很薄，由此造成的极片厚度膨胀可能不明显。

黏结剂的溶胀

极片中黏结剂吸收电解液中的溶剂后会自身发生溶胀，使得颗粒间隙增大，导致极片厚度增加。黏结剂越多，溶胀越大；颗粒粒度越小，颗粒间隙越多，溶胀越大。

应力松弛

颗粒间的应力松弛膨胀是经过电解液浸泡以后，极片内部活性物质颗粒之间、导电剂颗粒之间以及活性物质颗粒和导电剂颗粒之间内部应力释放，使得极片结构松弛，导致电池极片厚度进一步增大的过程。这种应力释放与极片压实密度有关，压实密度越大，极片内部颗粒间的应力越大，应力释放造成的膨胀越明显。应力松弛与极片结构密切相关，不同粒度及其形貌的活性物质产生的内应力也不同。 化成时产生气体的压力也会导致极片颗粒间内应力分布不均匀，这些应力的释放都会导致极片厚度增加。