人們發現鋰離子電池之所以能具有出色的穩定性能主要是因為電解液可以在石墨表面生成穩定的SEI膜，因此石墨可一直被用作商業化鋰離子電池的負極材料。但石墨的低容量嚴重限制了高比能量鋰離子電池的發展，為此硅基材料開始走上歷史的舞臺。硅的高理論比容量使之一躍成為明星材料，但其嚴重的體積膨脹效應會破壞其表面的生成的SEI膜，導致電解液會在硅表面持續分解，造成電池的性能不斷下降。為使硅材料實現真正的應用，各種各樣的抑制硅體積變化的材料被提出，其中硅碳復合材料最為引人矚目。

但無論是石墨還是硅基材料，它們得到真正應用的關鍵因素在于其表面能否生成穩定的SEI膜。盡管電解液是生成SEI膜的關鍵性因素，但是電解液注液量對硅電極的影響卻鮮有報道，目前許多文獻中電解液的用量通常借鑒于紐扣電池，但實際情況是紐扣電池的電解液用量往往是過量的，而且除了電池性能外，電解液用量的多少也在一定程度上決定了電池成本的高低。

為了探究這個問題，確定電解液的最佳用量，美國橡樹嶺國家實驗室的DavidL.Wood,III與SeongJinAn教授就電解液注液量對C/NMC[1]和Si-C/NMC[2]鋰離子電池性能的影響進行了深入研究。

一、注液量對石墨/NMC532性能的影響

實驗結果證明，要想獲得具有最佳的循環性能以及低阻抗的電池，需要的最小電解質體積因子為電池組件（正極，負極和隔板）的總孔體積的1.9倍。過少的電解質會導致測量時歐姆電阻增加。相對于初始值，在100次循環后，正極處的電荷轉移和鈍化層的電阻增加1.5-2.0倍，電荷轉移的電阻比鈍化層高2-3倍。差分電壓分析表明，當電池循環放電后，負極放電后脫鋰量減少。但注入過量電解液后對電池的循環穩定性并沒有明顯的提升，還原阻抗反而進一步增加。

【拓展知識】

電解質體積因子：f=電解質體積/總孔體積；

其中總孔體積=正極孔體積+負極孔體積+隔膜孔體積

本文中，作者所使用電極和隔膜的孔體積見下表：

2、注液量對石硅碳/NMC532鋰電性能的影響

實驗結果發現硅碳/NMC532電池要想獲得最好的循環性能，需要最小電解質體積因子為電池組件（正極，負極和隔膜）的總孔體積的3.1倍。電解質過少導致歐姆和電荷轉移電阻的增加，并且可以明顯觀察到鋰枝晶的生成。并且隨著電池放電的進行，負極的電阻顯著增長。但電解液過量時，電池容量變化和容量衰減較快，SEI膜的厚度隨著電解質體積因子的增加而增加并且在循環后變得不均勻。

雖然兩種類型的電池注液量有所不同，但都表明電解液的注入量對電池的性能發揮有所影響，并且但電解液過少都會導致阻抗增加，循環穩定性降低。但一味地增加電解液的量也并不是一件好事，在增加成本的同時，還可能對電池的性能有負面影響。