负极为什么要必须包裹正极

在锂电池结构里，“负极完全包裹正极”是铁律，不管是叠片还是卷绕结构的电芯，都离不开这个设计。

一.锂电池工作的原理

在阐述这个问题前我们先来了解下锂电池的工作原理：锂离子在正负极间可逆嵌入、脱嵌。充电时，正极材料中的锂离子脱嵌，穿电解液和隔膜嵌入负极；放电时锂离子反向迁移，电子通过外电路形成电流。构成了锂电池充放电完整的闭环。

二.负极包裹正极的核心机理

物理隔绝与锂枝晶抑制：这是负极包裹设计最首要、最根本的考量。其核心在于通过负极材料的物理覆盖，消除正极边缘的“裸露区”，从而阻断锂枝晶生长的关键路径。

1.防止边缘析锂与短路

在充电过程中，锂离子从正极脱出，穿过电解液向负极迁移。如果正极边缘未被负极完全覆盖，该区域的锂离子将失去正常的嵌入路径，极易在负极边缘或隔膜表面直接还原沉积为金属锂，形成尖锐的锂枝晶。这些枝晶可能刺穿隔膜，导致正负极直接接触，引发内部短路和热失控。负极完全包裹正极，确保了所有从正极脱出的锂离子都有对应的负极活性物质来接收和嵌入，从根本上消除了因“无路可走”而析锂的风险。

2.一定程度上对正极提供了应力管理

外层的负极片像“绷带”一样限制内部正极片的收缩幅度，而内层的负极片则通过自身膨胀吸收部分应力。这种“对称约束”使得正负极的体积变化趋于同步，减少了因两者形变不同步而产生的巨大内部剪切应力

3.性能的均衡调控

通过全包裹设计，避免正极局部区域因锂离子嵌入不足或过量出现异常反应，保障正极活性物质充分参与反应，同时维持单电芯及模组的性能一致性，延缓材料老化。

三.如果未完全包裹正极会有哪些影响

1.安全风险

隔膜破损时，未被包裹的正极边缘极易与负极直接接触，引发内部短路，瞬间电流暴增，正负极材料快速反应、电解液分解产生大量高温气体，导致电池鼓包、漏液，甚至起火爆炸；正极循环过程中脱落的颗粒易与负极直接接触，进一步提升短路概率。

2.电池性能恶化

正极边缘锂离子因缺乏对应负极位点，在电解液中游离，导致局部锂浓度过高，引发电解液分解、产生副产物与气体，直接降低电池容量及充放电效率；未嵌入的锂离子会在正极表面沉积，形成锂枝晶雏形，为后续安全隐患埋下伏笔；正极边缘活性物质无法参与反应，形成 “无效容量”，同时导致电池容量衰减不均，稳定性大幅下降。

小结：综上所述，负极完全包裹正极的设计，是一项将安全防御（防枝晶）、机械工程（应力管理）和电化学优化（路径与界面）的铁律。