第一篇：Unity3D重要知识点总结

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Unity3D重要知识点总结

学习Untiy3d过程中，你需要知道数据结构和算法很重，要图形学很重要，大的游戏公司看重个人基础，综合能力小公司就看你实际工作能力，看你的Demo做的如何。那么今天我们来看一下Unity3d学习中的重要知识点有哪些。

1.什么是渲染管道？

是指在显示器上为了显示出图像而经过的一系列必要操作。渲染管道中的很多步骤，都要将几何物体从一个坐标系中变换到另一个坐标系中去。

主要步骤有：

本地坐标->视图坐标->背面裁剪->光照->裁剪->投影->视图变换->光栅化。

2.如何优化内存？

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有很多种方式，例如

1.压缩自带类库；

2.将暂时不用的以后还需要使用的物体隐藏起来而不是直接Destroy掉；

3.释放AssetBundle占用的资源；

4.降低模型的片面数，降低模型的骨骼数量，降低贴图的大小；

5.使用光照贴图，使用多层次细节(LOD)，使用着色器(Shader)，使用预设(Prefab)。

3.动态加载资源的方式？

1.Resources.Load();2.AssetBundle 1.通过Resources模块，调用它的load函数：可以直接load并返回某个类型的Object，前提是要把这个资源放在Resource命名的文件夹下，Unity不关有没有场景引用，都会将其全部打入到安装包中。Resources.Load();2.通过bundle的形式：即将资源打成 asset bundle 放在服务器或本地磁盘，然后使用www.xiexiebang.com

3.通过AssetDatabase.loadasset ：这种方式只在editor范围内有效，游戏运行时没有这个函数，它通常是在开发中调试用的

【AssetDatabase 资源数据库】

区别：Resources的方式需要把所有资源全部打入安装包，这对游戏的分包发布（微端）和版本升级（patch）是不利的，所以unity推荐的方式是不用它，都用bundle的方式替代，把资源达成几个小的bundle，用哪个就load哪个，这样还能分包发布和patch，但是在开发过程中，不可能没更新一个资源就打一次bundle，所以editor环境下可以使用AssetDatabase来模拟，这通常需要我们封装一个dynamic resource的loader模块，在不同的环境下做不同实现。动态资源的存放有时我需要存放一些自己的文件在磁盘上，例如我想把几个bundle放在初始的安装里，unity有一个streaming asset的概念，用于提供存储接口的访问。我们需要在编辑器建立一个StreamingAssets名字的文件夹，把需要我们放在客户磁盘上的动态文件放在这个文件夹下面，这样安装后，这些文件会放在用户磁盘的指定位置，这个位置可以通过Application.streamingAssetsPath来得到。

4.什么是协同程序？

在主线程运行时同时开启另一段逻辑处理，来协助当前程序的执行。换句话说，开启协程就是开启一个线程。可以用来控制运动、序列以及对象的行为。

5.你用过哪些插件？

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一 界面制作 推荐：NGUI 二 2D游戏制作 推荐：2D Toolkit /工具包，工具箱

三 可视化编程 推荐：PlayMaker 四 插值插件 推荐：iTween,HOTween 五 路径搜寻 推荐：Simple Path 六 美术及动画制作 推荐：RageSpline,Smooth Moves 七 画面增强 推荐：Bitmap2Material,Strumpy Shader Editor 八 摄像机管理 推荐：Security Camera 九 资源包 推荐：Nature Pack

十、造路插件EasyRoads3D 6.使用Unity3d实现2d游戏，有几种方式？

1.使用本身的GUI；

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2.把摄像机的Projection(投影)值调为Orthographic(正交投影)，不考虑z轴；

3.使用2d插件，如：2DToolKit；

7.Unity3d中的碰撞器和触发器的区别？

触发器只是碰撞器身上的一个属性，碰撞器是触发器的载体。

碰撞器有碰撞的效果，IsTrigger=false，可以调用OnCollisionEnter/Stay/Exit函数；

触发器没有碰撞效果，IsTrigger=true，可以调用OnTriggerEnter/Stay/Exit函数。

a.如果不想让碰撞检测影响物体移动但是又想检测到碰撞这时用到触发器（Trigger）

b.触发器用来检测一个物件是否经过空间中的某个区域

8.物体发生碰撞的必要条件

两个物体都必须带有碰撞器(Collider)，其中一个物体还必须带有Rigidbody刚体。

8.1 CharacterController和Rigidbody的区别？

CharacterController自带胶囊碰撞器，里面包含有刚体的属性；

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Rigidbody就是刚体，使物体带有刚体的特征。

[CharacterController:角色控制器]Rigidbody具有完全真实物理的特性，而CharacterController可以说是受限的Rigidbody，具有一定的物理效果但不是完全真实的

9.在物体发生碰撞的整个过程中，有几个阶段，分别列出对应的函数三个阶段

1.OnCollisionEnter(进入碰撞)2.OnCollisionStay(逗留碰撞)3.OnCollisionExit(当退出碰撞)10.Unity3d的物理引擎中，有几种施加力的方式，分别描述出来

rigidbody.AddForce/AddForceAtPosition，都在rigidbody系列函数中。

11.什么叫做链条关节？

Hinge Joint，可以模拟两个物体间用一根链条连接在一起的情况，能保持两个物体在一个固定距离内部相互移动而不产生作用力，但是达到固定距离后就会产生拉力。

12.物体自身旋转使用的函数？

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Transform.Rotate()13.物体围绕某点旋转使用的函数？

Transform.RotateAround()14.Unity3d提供了一个用于保存和读取数据的类(PlayerPrefs)，请列出保存和读取整形数据的函数

PlayerPrefs.SetInt()PlayerPrefs.GetInt()15.Unity3d提供了几种光源类型，分别是哪几种？

四种。

平行光：Directional Light 点光源：Point Light 聚光灯：Spot Light 区域光源：Area Light

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16.Unity3d脚本从唤醒到销毁有着一套比较完整的生命周期，请列出系统自带的几个重要的方法。

Awake—>Start—>Update—>FixedUpdate—>LateUpdate—>OnGUI—>Reset—>OnDisable—>OnDestroy 17.物理更新一般放在哪个系统函数里？

FixedUpdate，每固定帧绘制时执行一次，和Update不同的是FixedUpdate是渲染帧执行，如果你的渲染效率低下的时候FixedUpdate调用次数就会跟着下降。FixedUpdate比较适用于物理引擎的计算，因为是跟每帧渲染有关。Update就比较适合做控制。

18.移动摄像机的动作放在哪个系统函数中，为什么放在这个函数中？

LateUpdate，在每帧执行完毕调用，它是在所有Update结束后才调，比较适合用于命令脚本的执行。官网上例子是摄像机的跟随，都是在所有Update操作完才跟进摄像机，不然就有可能出现摄像机已经推进了，但是视角里还未有角色的空帧出现。

19.当游戏中需要频繁创建一个物体时，我们需要怎样做能够节省内存？

使用预制物体对象Prefab，然后复制创建。

20.在场景中放置多个Camera并同时处于活动状态会发生什么？

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游戏界面可以看到很多摄像机的混合。

21.请描述Prefab的作用，并描述如何在移动设备的环境下恰当的使用它？

Prefab在实例化的时候用到，主要用于经常会用到的物体，属性方便修改。

22.请简述Unity3d下如何安全的在不同工程间迁移asset数据，请列举出三种方法？

1.可以把assets目录和Library目录一起迁移

2.导出包

3.用Unity带的assets Server功能

23.请描述游戏动画有哪几种，以及其原理？

主要有关节动画、骨骼动画、单一网格模型动画(关键帧动画)。

a.关节动画：把角色分成若干独立部分，一个部分对应一个网格模型，部分的动画连接成一 个整体的动画，角色比较灵活，Quake2中使用这种动画；

b.骨骼动画，广泛应用的动画方式，集成了以上两个方式的优点，骨骼按角色特点组成一定的层次结构，有关节相连，可做相对运动，皮肤作为单一网格蒙在骨骼之外，决定角色的外观；

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c.单一网格模型动画由一个完整的网格模型构成，在动画序列的关键帧里记录各个顶点的原位置及其改变量，然后插值运算实现动画效果，角色动画较真实。

24.请描述为什么Unity3d中会发生在组件上出现数据丢失的情况

一般是组件上绑定的物体对象被删除了

25.alpha blend工作原理

Alpha Blend 实现透明效果，不过只能针对某块区域进行alpha操作，透明度可设。

26.写出光照计算中的diffuse的计算公式

计算公式为： Idiffuse = Dintensity*Dcolor*N.L;(Dintensity表示漫反射强度，Dcolor 表示漫反射光颜色，N 为该点的法向量，L 为光源向量 其中N与L点乘，如果结果小于等于0，则漫反射为0。

27.Lod是什么，优缺点是什么？

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LOD(Level of detail)多层次细节，是最常用的游戏优化技术。它按照模型的位置和重要程度决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算。

28.两种阴影判断的方法、工作原理。

A.阴影由两部分组成：本影与半影

a.本影：景物表面上那些没有被光源直接照射的区域（全黑的轮廓分明的区域）

b.半影：景物表面上那些被某些特定光源直接照射但并非被所有特定光源直接照射的区域（半明半暗区域）

求阴影区域的方法：做两次消隐过程

一次对每个光源进行消隐，求出对于光源而言不可见的区域L；

一次对视点的位置进行消隐，求出对于视点而言可见的面S；

shadow area= L ∩ S B.阴影分为两种：自身阴影和投射阴影

自身阴影：因物体自身的遮挡而使光线照射不到它上面的某些可见面

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工作原理：利用背面剔除的方法求出，即假设视点在点光源的位置。

投射阴影：因不透明物体遮挡光线使得场景中位于该物体后面的物体或区域受不到光照照射而形成的阴影

工作原理：从光源处向物体的所有可见面投射光线，将这些面投影到场景中得到投影面，再将这些投影面与场景中的其他平面求交得出阴影多边形，保存这些阴影多边形信息，然后再按视点位置对场景进行相应处理得到所要求的视图（利用空间换时间，每次只需依据视点位置进行一次阴影计算即可，省去了一次消隐过程）若是动态光源此方法就无效了。

29.Vertex Shader是什么，怎么计算？

顶点着色器

顶点着色器是一段执行在GPU上的程序，用来取代fixed pipeline中的transformation和lighting，Vertex Shader主要操作顶点。

Vertex Shader对输入顶点完成了从local space到homogeneous space（齐次空间）的变换过程，homogeneous space即projection space的下一个space。在这其间共有world transformation, view transformation和projection transformation及lighting几个过程。

30.MipMap是什么，作用？

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MipMapping：在三维计算机图形的贴图渲染中有常用的技术，为加快渲染进度和减少图像锯齿，贴图被处理成由一系列被预先计算和优化过的图片组成的文件，这样的贴图被称为MipMap。

31.机试：二选一

1.用代码实现第三角色控制器

2.实现吊机吊物体的功能

【吊机吊物体需要节点挂接和坐标系转换】

32.反向旋转动画的方法是什么？

【反转动画，讲动画的速度调到-1，碰撞时，被碰撞物体与碰撞物体有collider组件，碰撞物体有刚体组件，或角色碰撞得包含角色组件 OR 改变animation.speed】

33.碰撞检测需要物体具备什么属性？

能检测碰撞发生的方式有两种，一种是利用碰撞器，另一种则是利用触发器

【Physics.OverlapSphere相交球检测碰撞，碰撞检测需要包围盒】

34.获取、增加、删除组件的命令分别是什么？

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获取：GetComponent 增加：AddComponent 删除：Destroy 35.Animation.CrossFade命令作用是：(C)A.动画放大

B.动画转换

C.动画的淡入为其他动画

36.Application.loadLevel命令为：(A)A加载关卡

B.异步加载关卡

C.加载动作

37.调试记录到控制台的命令是什么？

Debug.Log();39.编辑器类存放路径是什么？

工程目录下的Assets/Editor文件夹下。

40.使用原生GUI创建一个可以拖动的窗口命令是什么？

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GUI.DragWindow();41.localPosition与Position的使用区别？

localPosition：自身位置，相对于父级的变换的位置。、Position：在世界坐标transform的位置

42.写一个计时器工具，从整点开始计时，格式为：00:00:00 43.写出Animation的五个方法

AddClip 添加剪辑、Blend 混合、Play 播放、Stop 停止、Sample 采样

44.怎么拿到一个对象上脚本的方法

GameObject.GetComponent<>();

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45.请简述向量的点乘，向量的叉乘以及向量归一化的几何意义？

点乘的几何意义是：计算两个向量之间的夹角，以及在某一方向上的投影；

叉乘的几何意义是：创建垂直于平面，三角形，或者多边形的向量；

46.Unity3D是否支持写成多线程？如果支持的话要注意什么？

支持：如果同时你要处理很多事情或者与Unity的对象互动小可以用thread,否则使用coroutine.注意：C#中有lock这个关键字,以确保只有一个线程可以在特定时间内访问特定的对象

47.Unity3D中的协程(Coroutine)和C#线程之间的区别是什么？

Unity3d没有多线程的概念，不过unity也给我们提供了StartCoroutine（协同程序）和LoadLevelAsync（异步加载关卡）后台加载场景的方法。StartCoroutine为什么叫协同程序呢，所谓协同，就是当你在StartCoroutine的函数体里处理一段代码时，利用yield语句等待执行结果，这期间不影响主程序的继续执行，可以协同工作。而LoadLevelAsync则允许你在后台加载新资源和场景，所以再利用协同，你就可以前台用loading条或动画提示玩家游戏未卡死，同时后台协同处理加载的事宜asynchronous[e??s??kr?n?s].synchronous同步

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48.请简述四元数的作用以及四元数相对于欧拉角的优点

A.四元数一般定义如下：q=w+xi+yj+zk其中 w,x,y,z是实数。同时，有: i*i=-1 j*j=-1 k*k=-1 B.四元数也可以表示为： q=[w,v] 有多种方式可表示旋转，如 axis/angle、欧拉角(Euler angles)、矩阵(matrix)、四元组等。相对于其它方法，四元组有其本身的优点：

a.四元数不会有欧拉角存在的 gimbal lock 问题[万向节死锁] b.四元数由4个数组成，旋转矩阵需要9个数

c.两个四元数之间更容易插值

d.四元数、矩阵在多次运算后会积攒误差，需要分别对其做规范化(normalize)和正交化(orthogonalize)，对四元数规范化更容易 e.与旋转矩阵类似，两个四元组相乘可表示两次旋转

49.请简述OnBecameVisible及OnBecameInvisible的发生时机，以及他们执行的意义？

当renderer(渲染器)在任何相机上都不可见时调用：OnBecameInvisible

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当renderer(渲染器)在任何相机上可见时调用：OnBecameVisible 50.动画层(Animation Layers)的作用是什么？

动画层作为一个具有层级动画编辑概念的工具，可以用来制作和处理任何类型的动画

51.请说出4种面向对象的设计原则，并分别简述它们的含义。

1）单一职责原则（The Single Responsiblity Principle，简称SRP）：一个类，最好只做一件事，只有一个引起它的变化.2）开放－封闭原则（The Open－Close Principle，简称OCP）：对于扩展是开放的，对于更改是封闭的

3）Liskov 替换原则（The Liskov Substitution Principle,简称LSP）：子类必须能够替换其基类

4）依赖倒置原则（The Dependency Inversion Pricinple，简称DIP）：依赖于抽象

5）接口隔离原则（The Interface Segregation Principle，简称ISP）：使用多个小的专门的接口，而不要使用一个大的总接口。

52.Material和Physic Material区别？

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PhysicMaterial 物理材质：物理材质描述，如何处理物体碰撞（摩擦，弹性）。

Material材质（材质类）为了获得一个对象使用的材质，可以使用 Renderer.materia属性：

53.法线贴图、CG动画

A.法线贴图：是在原物体的凹凸表面的每个点上均作法线，通过RGB颜色通道来标记法线的方向，你可以把它理解成与原凹凸表面平行的另一个不同的表面，但实际上它又只是一个光滑的平面。

B.CG动画：原为Computer Graphics的英文缩写。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成,国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。它既包括技术也包括艺术，几乎囊括了当今电脑时代中所有的视觉艺术创作活动，如平面印刷品的设计、网页设计、三维动画、影视特效、多媒体技术、以计算机辅助设计为主的建筑设计及工业造型设计等。NGUI（NUGUI1、NGUI2）

54.如何销毁一个UnityEngine.Object及其子类？

使用Destroy()方法;

55、请描述游戏动画有哪几种，以及其原理。

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主要有关节动画、单一网格模型动画(关键帧动画)、骨骼动画。

a、关节动画把角色分成若干独立部分，一个部分对应一个网格模型，部分的动画连接成一个整体的动画，角色比较灵活Quake2（[kwe?k]vi.发抖，颤抖；）中使用了这种动画;b、单一网络模型动画由一个完整的网格模型构成，在动画序列的关键帧里记录各个顶点的原位置及其改变量，然后插值运算实现动画效果，角色动画较真实。

c、骨骼动画，广泛应用的动画方式，集成了以上两个方式的优点，骨骼按角色特点组成一定的层次结构，由关节相连，可做相对运动，皮肤作为单一网格蒙在骨骼之外，决定角色的外观。皮肤网格每一个顶点都会受到骨骼的影响，从而实现完美的动画

56、下面哪种做法可以打开Unity的Asset Store Windows-> Asset Store

57、Mecanim系统中，Body Mask的作用是？

指定身体的某一部分是否参与渲染

58、以下哪种操作步骤可以打开Unity编辑器的Lightmapping视图？

Windows--> Lightmapping

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59、关于光照贴图

A：使用光照贴图比使用实时光源渲染要快

B：可以降低游戏内存消耗

C、多个物体可以使用同一张光照贴图

60、关于Vector3的API，以下说法正确的是？

Vector3.forward与Vector3（0,0,1）是一样的意思；

61、什么是导航网格（NavMesh）？

一种用于实现自动寻路的网格

62、什么是局部坐标，什么是世界坐标？

世界坐标是不会变的，一直以世界坐标轴的XYZ为标准。局部坐标其实就是自身的坐标，会随着物体的旋转而变化的。

63、itween插件的作用是什么，itween作用于世界坐标还是局部坐标，请列举出3个其常用方法？

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iTween是一个动画库，作者创建它的目的就是最小的投入实现最大的产出。让你做开发更轻松，用它可以轻松实现各种动画，晃动，旋转，移动，褪色，上色，控制音频等等“

方法：

a、MoveTo 物体移动 ；

b、ColorTo：随着时间改变对象的颜色组；

c、LookTo：随时间旋转物体让其脸部朝向所提供的Vector3或Transform位置

64、请简述NGUI中Panel和Anchor的作用

Anchor包含UIAnchor脚本。UIAnchor的功能是把对象锚定在屏幕的边缘（左上，左中，左下，上，中，下，右上，右中，右下），或缩放物体使其匹配屏幕的尺寸Panel对象有UIPanel脚本，UIPanel是一个容器，它将包含所有UI小部件，并负责将所包含的部件组合优化、承载，以减少绘制命令的调用。

65、Unity摄像机有几种工作方式，分别是什么？

perspective透视摄像机和orthographic正交摄像机

66、LayerMask.NameToLayer()这个方法有什么作用？

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LayerMask的使用是按位操作的，LayerMask.NameToLayer(“Players”)返回该Layer的编号。

67、请描述MeshRender中material和shader的区别？

Shader（着色器）实际上就是一小段程序，它负责将输入的Mesh（网格）以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合作用，然后输出。绘图单元可以依据这个输出来将图像绘制到屏幕上。输入的贴图或者颜色等，加上对应的Shader，以及对Shader的特定的参数设置，将这些内容（Shader及输入参数）打包存储在一起，得到的就是一个Material（材质）

Shader大体上可以分为两类: 表面着色器（Surface Shader）、片段着色器（Fragment Shader）

68、什么是矢量图

矢量图：计算机中显示的图形一般可以分为两大类——矢量图和位图。矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。例如一幅花的矢量图形实际上是由线段形成外框轮廓，由外框的颜色以及外框所封闭的颜色决定花显示出的颜色。由于矢量图形可通过公式计算获得，所以

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矢量图形文件体积一般较小。矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真；最大的缺点是难以表现色。

69.上机题：用鼠标实现在场景中拖动物体，用鼠标滚轮实现缩放(用一个Cube即可)。

70、以下哪个函数在游戏进入新场景后会被马上调用？

MonoBehaviour.OnLevelWasLoaded 71、Unity3D方法执行的顺序：

1、Awake()，2、Start()（激活时的初始化代码）

3、Update()【FixUpdate、LateUpdate】、4、OnGUI（渲染模块）

5、然后是卸载模块（TearDown），这里主要有两个方法OnDisable()与OnDestroy()这里只列出了70个重要的知识点，大家可以参照着去学习，同时也不能忽略其他没有罗列出来的知识，最好就是在项目中不断的锻炼自己，让自己在各方面的能力都不断的提升。

第二篇：unity3D学习知识点总结

1.unity简介和安装(x)

2.unity基础操作

unity窗口界面介绍

1.Scene场景编辑窗口（Q、W、E、R、T/按住鼠标右键—旋转视角、按住鼠标右键Q、E、W、S、A、D）

2.Game游戏运行窗口(运行按钮，暂停按钮，下一帧画面)3.Hierarchy 场景物体列表窗口（三角符号表示物体间的父子关系）

4.Project 项目资源列表窗口（与文件夹对应，mete文件，移动尽量在unity中移动而不是在文件夹中移动，可能报错）

5.Inspector 属性编辑列表窗口（选中Hierarchy物体，出现物体相关属性）6.Console 控制台输出窗口

7.其他常用窗口：Layers（层）2by3（显示模式）

unity菜单界面介绍 1.file 文件菜单 2.edit 编辑菜单 3.Assets 资源菜单

4.Gameobject 物体资源菜单 5.Component 组件菜单 6.Window 窗口菜单 7.Help 帮助菜单

Scene与场景漫游

1.Scene窗口各项工具

Q、W、E、R 按住鼠标右键Q、W、E、R Pivot 物体自己的中心/center 所有物体加权之后的中心 Global 世界坐标/local 自身坐标 Textured Wite/render Paths显示 2D/3D 2.快捷键与视角的移动

Hierarchy与场景搭建

1.Gameobject: 基本组件

gameobject—>create other 2.Gameobject: 灯光组件 3.Gameobject: 物体组件 4.Gameobject：其他组件 5.Hierarchy层级关系与应用 6.场景搭建案例

Project与资源管理 Inspector与游戏组件

3.C#语言基础

C#的值类型 C#的引用类型 C#的类型转换 C#的逻辑语句 C#的集合类型

C#的面向对象特性封装、继承、多态

Unity 协程：

和线程的区别：没有异步同步的概念，每一帧都执行（有内容的情况）；

协程的作用：1）延时（等待）一段时间执行代码；2）等某个操作完成之后再执行后面的代码。总结起来就是一句话：控制代码在特定的时机执行。

4.Unity脚本开发基础

脚本介绍

脚本生命周期和脚本变量 脚本的响应时间和组件访问 Transform场景物体的变换 脚本开发中的基础数学 脚本开发中的3D数学 脚本开发中的输入和控制 常用的方法函数 GUI组件的应用

代码调试与MonoDevelop的使用

在float类型（public）前面加上[Range(0,10)]，这样在检视面板中可以拖拽调整变量

5.Unity界面系统

UGUI系统的介绍和创建Canvas画布 Native2D系统的介绍与使用 Rect Transform 界面系统的布局 UI Event界面系统的事件机制 UI Element 界面系统的可视组件 Auto Layout 界面系统的自动布局

6.动画系统

动画系统的介绍 资源和模型导入

Animation view 动画的编辑

Animator Transitions 动画的设置与状态的过渡 Animator Controller 动画控制器的介绍 Animator Scripting 动画控制键的脚本控制

7.Unity 图形处理系统

Unity5.0 着色器系统介绍 Unity5.0 渲染系统介绍

8.粒子系统

Unity 粒子界面以及创建

粒子形状模块以及生命周期速度类模块 Unity 粒子的颜色以及速度控制方法 Unity 粒子的旋转、外部作用力与碰撞

9.UI（UGUI、NGUI）

10.全局光照和局部光照模型的不同：局部光照，主要考虑光源发出的光对物体的直接影响；全局光照除了处理光源发出的光，还考虑其他辅助光的影响，如光线穿过半透明或者透明物体，以及光线重一个物体表面反射到另一个物体表面等。

11.Unity 程序设计

1.恰当的使用单例

2.创建类尽量不要使用或者继承MonoBehavior 3.界面之间传递消息,尽量使用委托来减少依赖 4.尽量控制程序的执行顺序

12.Unity架构，目前没有完美的架构，参考MVC等架构

13.设计模式，单例、观察者等模式

第三篇：锂离子电池重要知识点总结

锂离子电池重要知识点总结

（1）电解液目前存在的突出问题: 与正负极的相容性。随电压升高，电解质溶液分解产生气体，使内压增大，导致对电池空难性的破坏以及升高电池工作温度时溶剂的抗氧化能力较低。

（2）电解质的好坏直接关系到电池的容量、使用寿命等性能。合适的电解质盐必须具备下述条件： 溶液的离子电导率高；化学稳定性好，即不与溶剂、电极材料发生反应，热稳定性好；电化学稳定性好，具有较宽的电化学窗口；使锂在正反极材料中的嵌入量高和可逆性好。

（3）冠醚和穴状化合物能与锂离子形成包覆式螯合物，能够提高锂盐在有机溶剂中的溶解度，实现阴阳离子对的有效分离和锂离子和溶剂的分离，提高电解液的电导率

（4）基片涂布工艺流程 基片涂布的一般工艺流程：放卷→接片→拉片→张力控制→自动纠偏→涂布→干燥→自动纠偏→张力控制→自动纠偏→收卷

涂布基片(金属箔)由放卷装置放出供入涂布机。基片的首尾在接片台连接成连续带后由拉片装置送入张力调整装置和自动纠偏装置，经过调整片路张力和片路位置后进入涂布装置。极片浆料在涂布装置按预定涂布量和空白长度分段进行涂布。在双面涂布时，自动跟踪正面涂布和空白长度进行涂布。涂布后的湿极片送入干燥道进行干燥，干燥温度根据涂布速度和涂布厚度设定。干燥后的极片经张力调整和自动纠偏后进行收卷，供下一步工序进行加工。

（5）石墨的大电流充放电性能差主要原因: 一是锂离子在石墨中及在石墨表面形成的SEI膜中扩散慢；二是石墨具有较高的择优取向性“由于锂离子只能从垂直于石墨晶体R轴的端面插入!当石墨的取向平行于集流体时!锂离子的迁移路程长使扩散变慢!反之若垂直于集流体!则锂离子的插脱路径变短!扩散加快”

（6）提高可逆容量方法：

一方面要尽量降低不可逆容量,另一方面要设法提高嵌锂容量。不可逆容量损失主要发生在首次充放电SEI膜形成时, 这就要求尽量使生成SEI膜的溶剂或电解质盐的还原分解反应能缓慢均匀地进行,从而生成薄而均匀,致密牢固的钝化膜,它对电子及溶剂化的锂离子绝缘,而对裸锂离子导通。另外有资料表明,初次循环的不可逆容量越低,石墨类阳极的安全性就越高。

（7）电极材料的固相中锂离子扩散系数是决定电池极化内阻和电池大电流充放电的关键因素, 而锂离子在正极材料中的插脱主要是离子键的复合与断裂容易实现, 所以锂离子在负极材料中的扩散是主要影响因素。

（8）锂离子电池隔膜是一种多孔的薄膜，阻隔正负极防止电池内部短路，但允许离子流快速通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输

（9）影响锂离子电池循环性能的几个因素

循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言；就宏观来讲，更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而，影响锂离子电池循环性能的因素，是不得不考虑的问题。以下列举几个可能影响到电池循环性能因素，供参考。材料种类：材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素。选择了循环性能较差的材料，工艺再合理、制成再完善，电芯的循环也必然无法保证；选择了较好的材料，即使后续制成有些许问题，循环性能也可能不会差的过于离谱。从材料角度来看，一个全电池的循环性能，是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中，较差的一者来决定的。材料的循环性能较差，一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂，一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。

正负极压实：正负极压实过高，虽然可以提高电芯的能量密度，但是也会一定程度上降低材料的循环性能。从理论来分析，压实越大，相当于对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础；此外，正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量，而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。

水分：过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环，同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。

涂布膜密度：单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言，降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数，对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些，当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制，活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响，更多的层数意味着更多的箔材和隔膜，进而意味着更高的成本和更低的能量密度。

负极过量：负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外，对循环性能的影响也是一个考量。对于钴酸锂加石墨体系而言，负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见。若负极过量不充足，电芯可能在循环前并不析锂，但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂，造成容量过早下降。

电解液量：电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因，一是注液量不足;二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分;三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。注液量不足和保液量不足《电解液缺失对电芯性能的影响》。对第三点，正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成，而肉眼可见的表现，既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液，另一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯，若循环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕，则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。测试的客观条件：测试过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测试中的过充过放、测试房温度、测试过程中的突然中断、测试点与电芯的接触内阻等外界因素，都会或多或少影响循环性能测试结果。不同的材料对上述客观因素的敏感程度各不相同。总结：如同木桶原则一样，诸多的影响电芯循环性能的因素当中，最终的决定性因素，是诸多因素中的最短板。同时，这些影响因素之间，也都有着交互影响。在同样的材料和制成能力下，越高的循环，往往意味着越低的能量密度，找到刚好满足客户需求的结合点，尽量保证电芯制成的一致性，方是最重要的任务所在。

（10）实际应用中材料的比表面积大小的影响

比表面积是指单位质量物质的总表面积,即每克物质总表面积,单位为 m2/g。比表面积是粉体材料.特别是超细粉和纳米粉体材料的重要特征之一，粉体的颗粒越细，其比表面积越大，其表面效应,如表面活性、表面吸附能力、催化能力等越强。比表面的测量利用BET原理,采用氮气吸脱附方法测得。只是一个参考值。表面积大了，锂离子迁移量就能容纳更多，电解液和负极界面接触的机会越多，界面反应活性高，发生副反应的可能性也变大，同时大的表面积也意味着会形成更多的SEI膜，电池内阻大，阻碍大倍率充放电。电池的电性能就会随之下降。比表越大倍率性能就越好，但加工性能和容量就越差。表面积大有助吸液，当然也易吸水，还要看你设计，还是那句适合的就是好的

（11）正极材料的PH值怎么测？

有的是1:10的比例测量，有的是1：9的比例测量的，不过根据测量中总是有误差，所以这两种测量的结果相差不大。称取5.0g试样，放入100ml 烧杯中，加入50ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌5分钟，静置30min，待测。

（12）锂电池在涂布烘烤后为什么需要辊压？如何来判断辊压效果？

主要的目的就是提高单位体积容量。材料有一个参数叫做压实密度，钴酸锂4.0左右，锰酸锂2.8左右，三元材料3.3左右，也就是说同样的体积下可以容纳更多的活性物质材料，从而提高容量。材料压好了，表面更加的光滑，减少掉粉，高内阻。振实密度与材料的粒径，比表面积有关。粒径小，比表面积大，振实密度就小；反之粒径大，比表面积小，振实密度就大。

（13）在实验室进行磷酸铁锂正极材料测试时，为了得到较高的克容量，会在涂膜（涂布）时尽量涂薄一点，而锂电池的正负极材料在与电解液接触时，会生成SEI膜，SEI膜对保护电极免受电解液的侵蚀有用，但在形成过程中要消耗Li离子，这也就减少了有效的活性物质，请问，怎么解决这个问题，即能保证涂膜的厚度很薄（充放电时能完全被激活），又能保证SEI膜形成时消耗的Li离子不至于影响它的克容量？

如果是测材料可容量，何必用石墨负极了，用半电池就行了。就是负极用锂片做负极，一般是做出纽扣电池进行测试（详见硕士论文）。材料全电池测试，是看综合性能，根据产品特点来设计面密度。

（14）浅谈游离锂离子含量对于三元材料的影响

随着三元材料使用的广度和深度的不断扩大，无论是电池厂家还是材料厂家，越来越重视游离锂离子含量这一指标，引起重视的原因主要由两个：

1.镍含量越高的三元中游离锂离子的含量一般也越高，无论是从能量密度角度出发还是从降低成本的角度出发，游离锂离子含量控制也被搬上台面。

2.随着电池厂家在三元材料使用中遇到的诸如电极加工性能，高温性能甚至安全性能的要求越来越高，且越来越多的研究表明这些问题都直接或者间接的受到游离锂离子含量的影响，寻求游离锂离子含量尽可能低的三元材料则成为一些前沿电池厂家从正极材料角度解决三元一系列问题的手段。游离锂离子在这里是指三元材料表面的锂的氧化物，氢氧化物以及碳酸盐类等，首先来了解游离锂离子对于电池的危害：

1.电极加工性能。由于这些锂的化合物为碱性，游离锂离子含量升高，会使材料PH值升高，影响电极加工性能，如果电池厂车间水分含量控制能力不强，或者没有注意对于材料的烘烤，很容易使浆液粘稠甚至出现凝胶状。

2.高温性能。有一个客户做过验证，如果游离锂离子含量过高，在高温，尤其是85℃储存这个条件下产气量会比较严重，虽然产气量和正极与电解液的匹配关系很大，但是从正极材料角度来看，降低游离锂离子含量会对于软包85℃,4小时电池厚度变化率这一指标有很大的改善。

3.安全性能。由于容量稍大的动力软包电池一般都不会选用镍含量较高的三元，所以对于游离锂离子含量对于电池安全性影响的数据反馈目前还没有，但是游离锂离子含量如果过高，本身就说明材料的合成过程中结构的完整性可能控制的不是很好，肯定会对后续的电化学性能产生影响，安全性应该也是其中之一，至于究竟会有怎样的影响，或者影响的机理是什么，随着今后市场方面的进展，可能会有更多的了解。

既然游离锂离子含量对于三元材料的使用有如上方面的影响，如何控制游离锂离子含量无疑是很多厂家更加关心的问题。

目前国内某高端客户对于三元材料中游离锂离子含量的要求为300ppm以内，而目前国内一般的523三元的这一指标都在1000ppm以上。镍含量较低的111三元来说，很多厂家都能做到，但是对于523三元来说控制难度还是很大，如果更高镍含量的三元的话，应该很难做到。一般通过以下方法降低游离锂离子含量：

1.锂含量的控制。虽然可通过降低锂含量来降低锂杂质含量，但如果锂含量过低，会使材料的充放电容量和结构稳定性方面受到影响。此外，锂含量与锂杂质含量并不是严格的正相关关系，在对应的工艺下，找到最适合的锂含量，可以更好的平衡游离锂离子含量和电化学性能。2.烧结工艺的控制。好的烧结工艺可以降低游离锂离子含量，此外前驱体形貌的控制和烧结的温度等，都会影响游离锂离子含量。

3.水洗工艺。现在很多厂家都有对于三元材料水洗工艺的专利，而水洗的目的就是为了减少游离锂离子含量，降低PH值。但是很多高端客户并不接受经过水洗的三元材料，主要是因为水洗工艺除了会进一步提高材料的成本之外，还可能把结构中的锂一起洗掉，产生一系列副作用。

首先，游离锂离子含量这个指标在很多材料厂家根本没有受到重视，据我们了解，真正把这一指标建立起来用于供应商材料评估的电池厂家在国内真的是屈指可数，其实这一指标的检验并不复杂，用滴定法即可。

其次，以上的控制方法，很多材料厂家都有了解，但是如何真正的做好，把这些理论成功的在产业化中做好，需要的是长期的经验积累和脚踏实地的探索，这往往是对于研发投入有限的材料厂家很难做到的。

最后，几乎可以肯定的是，软包电池是今后锂离子电池发展的一个重要方向，而想要在这一领域有所作为，三元材料的高温产气几乎是不可避免的，而高电压领域的应用对于这一指标的要求可能更加苛刻，所以有理由相信，制程控制优异的高容量三元材料一定成为今后发展的主流。

（15）放电倍率

电池放电电流的大小常用“放电倍率”表示，即电池的放电倍率用放电时间表示或者说以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数来表示，由此可见，放电倍率表示的放电时间越短，即放电倍率越高，则放电电流越大。（放电倍率=额定容量/放电电流）。根据放电倍率的大小，可分为低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5-3.5C）、高倍率（3.5-7.0C）、超高倍率（>7.0C）

如：某电池的额定容量为20Ah，若用4A电流放电，则放完20Ah的额定容量需用5h，也就是说以5倍率放电，用符号C/5或0.2C表示，为低倍率。

mAh/g是指材料的克容量，是对材料容量性能的衡量标准；也可以是质量比容量，通常指一只电池能做到的最大容量与重量的比，用来衡量相同材料下的设计制造技术。电池容量电池的电容量常简称为容量，单位为库化或安时。理论容量：系指根据参加电化学反应的活性物质电化当量数计算得到的电量，通常理论上电化当量物质（1电化当量物质的量等于活性物质的原子量或分子量除以反应中的电子数）将放出1法拉第电量，即96500C或26.8Ah。

额定容量：系指在设计和生产电池时，规定或保证在指定的放电条件下，电池应该放出的最低限度的电量。

实际容量：系指在一定的放电条件下，即在一定的放电电流和温度下，电池在终止电压前所能放出的电量。

（16）锂电正极材料主流技术将共存发展

现有锂离子充电电池的主流正极材料包括钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、三元材料（LiNiMnCoO2）和磷酸铁锂（LiFePO4）等。虽然主流正极材料在许多领域已取得广泛应用，但在性能和价格方面各具优缺点，因此业界对现有正极材料的改进和新型正极材料的研发从未停止。

对锂电正极材料技术的进一步研发工作，主要集中在提高比容量、降低成本、提高循环特性和提高安全性等方面。锂电行业普遍的开发的目标是在2015～2020年前后，使大型电池用锂离子充电电池的能量密度达到现有的约2倍，即200～300Wh/kg。

由于现有主流正极材料的理论容量都在200mAh/g以下，要实现上述目标，必须寻找超过200mAh/g的新材料，或是使用能够将目前只有4V左右的对锂电位提高到5V左右的5V类正极材料，以增加能量密度。

一方面，能够实现超过250mAh/g的比容量，而且属于5V类正极材料的固溶体类（Li2MnO3-LiMO2）材料被寄予了厚望。另一方面，虽然比容量并不算大，但橄榄石类正极材料能够实现高电压化，而且在安全性和成本方面备受关注。其中，目前已经实用化的LiFePO4对锂电压仅为3.4V左右，而正在开发中的磷酸锰锂（LiMnPO4）的对锂电位达到4.1V。

在橄榄石类材料中，日本GS汤浅公司正在开发的磷酸钒锂（Li3V2(PO4)3）不仅在安全性方面有望与LiFePO4相当，理论容量也高达197mAh/g，比LiFePO4和LiMnPO4高出25mAh/g以上。而且，对锂电位可以达到3.8V左右，比LiFePO4高0.4V左右。应用该材料，该公司已经制作出了试验用电池产品。亚化咨询认为，数码电子设备、电动工具和电动车对锂电池在需求上各不相同。即使电动车，电动自行车、电动家用轿车和电动公交大巴对锂电池需求也有差异。因此，对锂电池性能的差异化需求，将使各种主流锂电正极材料都能够在市场中得到合适的应用。未来锂电正极材料将出现主流技术共存发展的局面，而业界对于主流成熟技术的改进和对前沿新技术的开发也将不会停止。

（17）钛酸锂电池很难避免胀气情况的原因？

应该是比表面大，容易吸水造成的吧，个人愚见..颗粒小，易吸水，且环境水分控制不够等等

（18）一家之言:磷酸铁锂和三元材料

最近看了很多关于哪种材料更适合电动汽车电池的新闻和专家论文，无外乎从材料的合成工艺和成本方面考虑。本人对两种材料有如下的看法： 个人认为磷酸铁锂在长期的应用阶段，因其导电性差和密度低且改善的方法有限，比较适合短距离和速度较低的交通工具上使用。尤其是其耐高温性能的这一优点（55℃运行基本上没有大问题），因此个人认为比较适合电动自行车。本文将重点介绍一下三元材料：

三元材料以其独特的魅力，究其原因，有几点： 1.材料的结构比较独特，层状结构和尖晶石结构。

层状结构的居多，层状结构类似于楼房的楼层，锂离子可以有序的嵌入或脱出正极材料本体；尖晶石结构因材料内部含有很多的四面体和八面体间隙，锂离子也可有较多的储存通道；如果负极配上近期很火的钛酸锂材料（该材料也为尖晶石结构，具体的可以google），无疑是行业的一次革命，高的循环寿命和安全性能。

2.在应用方面，三元材料低温下性能比较好，零下时的放电效率将大大的高于磷酸铁锂。众所周知，高温的管理比低温方便。低温升到高温的热管理设计，比较复杂，实现起来也不是很简单。例如采用VOLT的液体加热方案，无疑增加了很多管道，而且安全性能不宜保证，搞不好锦上添花。3.在电池的应用角度，三元材料的能量密度和电压平台均高于磷酸铁锂，对提高电动汽车的续航里程有很大的帮助。

4.在BMS方面，同样的整车参数，可能需要磷酸铁锂400~500只，而应用的三元材料可以降低至300多只，这方面从电池管理的角度来说，降低了系统的复杂程度，而且也提高了这个系统的安全性能。5.如果采用聚合物软包电池，形状可以随意设计，对电动汽车的整车推广将大有好处，可以充分的利用整车空间。

6.当前宝马电动汽车，日韩系大都采用三元材料的体系电池，无疑有上述多方面的考虑。

个人认为，电动汽车要真正的产业化，需要走软包策略，在材料的选用方面，可以更倾向于三元，而非磷酸铁锂。但LZ没有谈三元的安全问题，不论是1:1:1，还是5:3:2，不掺LMO的话都无法满足电动汽车的安全要求。若使用纯三元材料做电动汽车或电动大巴电池，估计不只是起火的问题了。

（19）SEI膜的成膜机理及影响因素分析

在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层,具有固体电解质的特征,是电子绝缘体却是Li+的优良导体,Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出,因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface),简称SEI膜。正极确实也有层膜形成,只是现阶段认为其对电池的影响要远远小于负极表面的SEI膜,因此本文着重讨论负极表面的SEI膜（以下所出现SEI膜未加说明则均指在负极形成的）。负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能生成SEI膜,多种分析方法也证明SEI膜确实存在,厚度约为100～120nm ,其组成主要有各种无机成分如Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH 等和各种有机成分如ROCO2Li、ROLi、(ROCO2Li)2 等。SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。一方面,SEI 膜的形成消耗了部分锂离子,使得首次充放电不可逆容量增加,降低了电极材料的充放电效率；另一方面,SEI 膜具有有机溶剂不溶性,在有机电解质溶液中能稳定存在,并且溶剂分子不能通过该层钝化膜,从而能有效防止溶剂分子的共嵌入,避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏,因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。因此,深入研究SEI膜的形成机理、组成结构、稳定性及其影响因素,并进一步寻找改善SEI膜性能的有效途径,一直都是世界电化学界研究的热点。

1.SEI膜的成膜机理早在上世纪70年代,人们在研究锂金属二次电池时,就发现在金属锂负极上覆盖着一层钝化膜,这层膜在电池充放电循环中起着非常重要的作用。随着对这种现象研究的深入,研究者们提出了这层钝化膜大致的形成机理,并依靠这些机理,相继提出了几种钝化膜的模型。在这些模型当中,SEI 膜模型得到人们普遍的应用,因此人们习惯于把这种钝化膜称为SEI膜。1.1.锂金属电池早期,人们对锂金属电池研究较多。对于锂金属电池负极上的钝化膜,一般认为是极其活泼的金属Li与电解液中的阴离子反应,反应产物(大多不溶)在金属锂表面沉积下来,形成一层足够厚的、能够阻止电子通过的钝化膜。典型的反应式有: PC + 2 e+ 2Li+ →(CH2OCO2Li)2 ↓+ CH2 =CH2 ↑虽然该钝化膜也不足以阻止锂枝晶在充放电过程中的聚集,然而其研究结果对锂离子电池的机理研究有极其重要的指导意义。锂离子电池一般用碳材料(主要是石墨)作负极,在SEI 膜形成的过程中,负极表面所发生的反应与金属锂负极相类似。Aurbach等认为可能的反应是由EC、DMC、痕量水分及HF等与Li+反应形成(CH2OCO2Li)2、LiCH2CH2OCO2Li、CH3OCO2Li、LiOH、Li2CO3、LiF等覆盖在负极表面构成SEI膜,同时产生乙烯、氢气、一氧化碳等气体。主要的化学反应如下(电解液以EC/DMC + 1mol/L LiPF6 为例): 2EC + 2e+ 2Li + →LiCH2CH2OCO2Li ↓；DMC + e+Li + →LiOH ↓+ 1/2H2 ；LiOH + e+ 2Li + →Li2CO3 ↓+ CO ；LiPF6 + H2O →LiF + 2HF + PF3O ；PF6-+ ne+ nLi + →LiF↓+LixPOFy ↓；HF +(CH2OCO2Li)2 ↓,LiCO3 ↓→LiF ↓+(CH2COCO2H)2 ,H2CO3(sol.)SEI膜持续生长,直到有足够的厚度和致密性,能够阻止溶剂分子的共插入,保证电极循环的稳定性。同时,气体的产生机理也推动了开口化成工艺的优化。不过当前的研究仍处于定性阶段,深入至定量的研究及各种成分的影响分析,将成为下一步的研究重点及难点,其研究结果也将更富有指导意义。SEI膜的影响因素，SEI膜作为电极材料与电解液在电池充放电过程中的反应产物 ,它的组成、结构、致密性与稳定性主要是由电极和电解液的性质决定 ,同时也受到温度、循环次数以及充放电电流密度的影响负极材料的影响负极材料的各种性质 ,包括材料种类、电极组成及结构、形态特别是表面形态对SEI 膜的形成有着至关重要的影响。人们对各种类型的碳负极材料 ,包括热解碳、碳纤维、石油焦、人造石墨和天然石墨等进行了深入研究,结果表明材料的石墨化程度和结构有序性不同 ,所形成 SEI 膜的各种性质也不同;即使对同一种碳材料 ,微粒的表面不同区域(基础面和边缘面),所形成的 SEI 膜也有很大差异。Kang[9]对碳负极形成 SEI 膜进行了研究 ,分析表明在这几种碳材料中,热解碳形成的SEI层较厚,而高定向热解石墨(HOPG)上形成的 SEI 膜较薄。Edstrom 等[12] 对中间相碳微球(MCMB)和石墨作负极的 SEI膜的热力学稳定性进行研究。实验证明 ,负极 SEI膜的热稳定性是由碳电极的类型决定的。把电极进行升温处理 ,虽然各种碳负极剥落的起始温度基本一致 ,但剥落程度和受温度影响的范围却各不相同 ,这些差异主要是由电极的表面结构孔隙率和粒子大小不同造成的。电解质的影响一般认为作为溶质的支持电解质盐比溶剂更易还原,还原产物成为SEI 膜的一部分。在一些常用的电解质锂盐中LiClO4的氧化性太强,安全性差。LiAsF6 对碳负极电化学性能最好,但其毒性较大。LiPF6 热稳定性差,60～80 ℃左右就有少量分解成为LiF。因此寻找新型锂盐的研究一直在不断进行中。电解质锂盐的主要差别在于阴离子种类不同,造成SEI 膜的形成电位和化学组成有差别。用含 Cl、F等元素的无机锂盐作电解质时,SEI膜中就会有这些电解质的还原物存在。实验表明[10] ,在含有 Cl 和 F 的电解液中，SEI膜中的 LiF、的含量都很高 ,这可能 LiCl是以下反应所致[15] : LiPF6(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ POF3(g)LiBF4(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ BOF(s)并且 ,无机锂盐的分解也可能直接生成这些化合物: LiPF6(solv)→LiF(s)+ PF5(s)由于在热力学上生成无机锂化合物的倾向较大 ,故使得所生成的 SEI膜能更稳定地存在 ,从而减弱 SEI膜在电化学循环过程中的溶解破坏。阳离子对 SEI 膜也有明显影响。例如分别用LiPF6 和 TBAPF6(TBA+ 为四丁基铵离子)作电解质时 ,采用EIS分析发现后者的阻抗显著增大 ,这主要是因为 TBA+体积较大 ,嵌入后使石墨层间距扩张较大 ,所以造成石墨电极的严重破坏[16]。溶剂的影响研究表明 ,电解液的溶剂对SEI膜有着举足轻重的作用 ,不同的溶剂在形成SEI膜中的作用不同。在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆盖表面，电解液很容易在石墨表面反应，产生不可逆容量。在纯 EC做溶剂时,生成的SEI 膜主要成分是(CH2OCOOLi)2 ,而加入DEC或DMC后,形成的SEI 膜的主要成分分别为C2 H5COOLi 和Li2CO3。显然,后二者形成的SEI 膜更稳定。在EC/DEC和EC/DMC的混合体系中, EC是生成SEI 膜的主要来源，只有EC发生了分解，DEC和DMC的主要作用是提高溶液的电导率和可溶性,而不在于参与SEI 膜的形成。有机电解质的溶剂一般需要具有高电导率、低粘度、高闪燃点和较高的稳定性等特点,这就要求溶剂的介电常数高，粘度小。烷基碳酸盐如PC、EC等极性强，介电常数高，但粘度大，分子间作用力大，锂离子在其中移动速度慢。而线性酯，如DMC(二甲基碳酸脂)、DEC(二乙基碳酸脂)等粘度低，但介电常数也低，因此，为获得满足需求的溶液，人们一般都采用多种成分的混合溶剂如PC十DEC，EC+DMC等。Peled 等[14] 分析了采用几种不同配比的EC/PC、EC/DMC 做溶剂时高温条件下SEI 膜的嵌脱锂性能。研究表明,虽然室温下电解液中含有PC 会在电极表面形成不均匀的钝化层,同时易于产生溶剂共嵌入而使碳电极破坏,但PC 的加入却有利于提高电极高温循环性能,具体原因有待于进一步研究。温度的影响一般认为,高温条件会使SEI 膜的稳定性下降和电极循环性能变差,这是因为高温时SEI 膜的溶解和溶剂分子的共嵌入加剧,而低温条件下SEI 膜趋于稳定。Ishiikawa[17] 在优化低温处理条件时发现, 在-20 ℃时生成SEI 膜循环性能最好,这是因为低温时形成的SEI 膜致密、稳定, 并且阻抗较低。Andersson[15]则认为高温条件下,原来的膜进行结构重整,膜的溶解与重新沉积使新的膜具有多孔的结构,从而使得电解液与电极产生进一步接触并继续还原。目前在锂离子电池制造商中普遍采用的化成后在30 —60 ℃之间保温老化,以改善电池的循环性能和优化电池的贮存性能,就是基于在较高温度下SEI 膜的结构重整之说电流密度的影响电极表面的反应是一个钝化膜形成与电荷传递的竞争反应。由于各种离子的扩散速度不同和离子迁移数不同,所以在不同的电流密度下进行电化学反应的主体就不相同,膜的组成也不同。Dollé[18 ] 在研究SEI 膜时发现,电流密度对膜的厚度影响不大,却使得膜的组成截然不同。低电流密度时，Li2CO3 首先形成,而ROCOOLi 则延迟到电极放电结束前才开始形成；高电流密度时,ROCOOLi没有在膜中出现，膜中只含有Li2CO3 ,这使得膜的电阻变小，电容增大。Hitoshi Ota[19 ]等人在对以PC(碳酸丙稀酯)和ES(亚硫酸乙烯酯)基电解液系统的碳负电极进行研学手段对SEI 膜形成机理作了介绍。试验研究表明: SEI 膜的产生主要是由PC 和ES 的分解而形成的,且ES 在PC 之前分解,SEI 膜的组成结构主要取决于电流密度。如果电流密度高,SEI 膜的无机组分首先在该高电位下形成,锂离子的插入开始,此后SEI 膜的有机组分形成。而当电流密度较低时,从初始电位开始(1.5 V ,versus Li/ Li +),SEI 的有机组分立即形成。SEI膜的改性根据 SEI膜的形成过程、机理及其性能特征 ,人们采用各种方法对SEI膜进行改性 ,以求改善其嵌脱锂性能 ,延缓 SEI 膜的溶解破坏 ,增强稳定性 ,同时减少 SEI膜形成过程中锂离子的损失。目前 ,对SEI 膜的改性主要是通过对碳负极和电解液改性实现的。碳负极改性碳负极的改性方法有多种：包覆、机械研磨、表面成膜都是有效的方法。对石墨电极表面氧化、气体还原处理、高温热处理、惰性气体清洗以及低温预处理都能在一定程度上改善电极表面的 SEI膜 ,增强其稳定性与循环性能 ,减少不可逆容量 ,增大充放电效率。包覆是一种有效的改性方法 ,可以使负极的循环性能得到很大的改善。这主要归因于石墨外表面包上一层碳壳 ,能形成薄而致密的SEI膜 ,有效地抑制溶剂化锂离子的共嵌入 ,阻止循环过程中石墨层的脱落。氧化也是一种优良的碳负极改性方法。氧化可以除去碳电极的表面活性高的部分 ,使电极的微孔增加 ,形成的 SEI 膜有利于 Li 离子的通过;同时它表层的氧化物部分能形成与电极键合的 SEI膜 ,从而大大增强了膜的稳定性。电解液在SEI膜的改性方面 ,电解液是另一个重要的方面。在选择合适电解液的基础上通过加入合适添加剂 ,能够形成更稳定的 SEI膜 ,提高电极表层分子膜的稳定性，减少溶剂分子的共嵌入。有机成膜添加剂硫代有机溶剂是重要的有机成膜添加剂，包括亚硫酰基添加剂和磺酸酯添加剂。ES(ethylene sulfite, 亚硫酸乙烯酯)、PS(propylene sulfite, 亚硫酸丙烯酯)、DMS(dimethylsulfite, 二甲基亚硫酸酯)、DES(diethyl sulfite, 二乙基亚硫酸酯)、DMSO(dimethyl sulfoxide, 二甲亚砜)都是常用的亚硫酰基添加剂[20-22]，研究了发现添加剂活性基团的吸电子能力是决定添加剂在电极表面SEI 膜形成电位的重要因素，而与Li＋在电解液中的溶剂化状况无关。Ota 等[20]证实了亚硫酰基添加剂还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐Li2S、Li2SO3 或Li2SO4 和有机盐ROSO2Li，Wrodnigg 等[21]比较了不同亚硫酰基化合物的电化学性能，发现其在碳负极界面的成膜能力大小依次为：ES>S>>DMS>DES，指出链状亚硫酰基溶剂不能用作PC基电解液的添加剂，因为它们不能形成有效的SEI 膜，但可以与EC溶剂配合使用，高粘度的EC 具有强的成膜作用，可承担成膜任务，而低粘度的DES 和DMS 可以保证电解液优良的导电性。磺酸酯是另一种硫代有机成膜添加剂，不同体积的烷基磺酸酯如1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、甲基磺酸乙酯和甲基磺酸丁酯具有良好的成膜性能和低温导电性能，是近年来人们看好的锂离子电池有机电解液添加剂。卤代有机成膜添加剂包括氟代、氯代和溴代有机化合物。这类添加剂借助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电子能力，使添加剂在较高的电位条件下还原并有效钝化电极表面。卤代EC、三氟乙基膦酸[tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphite, 简称TTFP]、氯甲酸甲酯、溴代丁内酯及氟代乙酸基乙烷等都是这类添加剂[23~25]。在PC 基电解液中加入10%的1,2-三氟乙酸基乙烷

[1,2-bis-(trifluoracetoxy)-ethane, 简称BTE]后，电极在1.75V(vs.Li/Li+)发生成膜反应[25]，可有效抑制PC 溶剂分子的还原共插反应，并允许锂可逆地嵌入与脱嵌，提高碳负极的循环效率。氯甲酸甲酯、溴代丁内酯的使用也可以使碳负极的不可逆容量降低60%以上。其它有机溶剂：碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate, 简称VC)是目前研究最深入、效果理想的有机成膜添加剂。Aurbach[26]在1mol/L 的LiAsF6