什么原因导致锂离子电池容量衰减

锂离子电池在SOC为120%以下时，没有明显的容量损失;当SOC大于120%，负极开始出现锂沉积，并且由于生成较厚的SEI膜，阻抗变大并造成活性锂的损失，假如继续过充则会引起锂离子电池热失控。在过高的SOC下，电解液的分解速率会变快，在石墨负极形成厚的沉积层，该沉积层所含的锂以沉淀。

此外，大倍率充放电也会造成锂离子电池容量损失，这是因为正负极在充放电过程会发生体积收缩和膨胀，而充放电电流越大，收缩膨胀越剧烈，应力越大，从而正负极的颗粒在体积快速变化中更容易发生破裂或者从集流体剥离，导致循环衰减加快。

2.温度因素

不得不提的是锂离子电池的使用环境和条件对其容量的损害。温度绝对是影响锂离子电池寿命的关键因素之一，过高的温度或过低的温度都会造成活性锂离子含量的降低，电极材料结构破坏，金属离子溶出，导致容量衰减严重。

常规的锂离子电池工作温度：-20℃~60℃，不过一般低于0℃后锂离子电池性能就会下降，放电能力就会相应降低，所以锂离子电池性能完全的工作温度，常见是0~40℃。一些特殊环境要求的锂离子电池温度就各有不同了，有些甚至可以在上百摄氏度的环境中正常运行。

在低温条件下，电解液粘度增大，离子传导速度变慢，与外电路电子迁移速度不匹配，电池出现严重极化，充放电容量出现急剧降低。尤其是在低温充电的情况下，会出现从正极迁移过来的Li+来不及嵌入到负极的碳层层格中，在负极端形成锂金属结晶，导致电池容量降低，长时间低温下充电会引发锂枝晶刺穿隔膜引发短路。

过充电

1、石墨负极的过充反应：

电池在过充时，锂离子容易还原沉积在负极表面：

沉积的锂包覆在负极表面，阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低和容量损失，原因有：

①可循环锂量减少；

②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CO3，LiF或其他产物；

③金属锂通常形成于负极与隔膜之间，可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻；

④由于锂的性质很活泼，易与电解液反应而消耗电解液.从而导致放电效率降低和容量的损失。

快速充电，电流密度过大，负极严重极化，锂的沉积会更加明显。这种情况容易发生在正极活性物相关于负极活性物过量的场合。但是，在高充电率的情况下，即使正负极活性物的比例正常，也可能发生金属锂的沉积。

锂离子电池容量衰减三大原因浅析

2、正极过充反应

当正极活性物相关于负极活性物比例过低时，容易发生正极过充电。

正极过充导致容量损失重要是由于电化学惰性物质（如Co3O4，Mn2O3等）的出现，破坏了电极间的容量平衡，其容量损失是不可逆的。

（1）LiyCoO2

LiyCoO2(1-y)/3[Co3O4＋O2(g)]＋yLiCoO2y<0.4

同时正极材料在密封的锂离子电池中分解出现的氧气由于不存在再化合反应（如生成H2O）与电解液分解出现的可燃性气体同时积累，后果将不堪设想。

（2）λ-MnO2

锂锰反应发生在锂锰氧化物完全脱锂的状态下：λ-MnO2Mn2O3+O2(g)

3、电解液在过充时氧化反应

当压高于4.5V时电解液就会氧化生成不溶物（如Li2Co3）和气体，这些不溶物会堵塞在电极的微孔里面阻碍锂离子的迁移而造成循环过程中容量损失。

声明：本网站所发布文章，均来自于互联网，不代表本站观点，如有侵权，请联系删除（QQ：378886361）

定制案例