電池用著(zhù)用著(zhù)，感覺(jué)不耐用，容量沒(méi)有以前多了，這些都是循環(huán)壽命不斷衰減的體現。

　　循環(huán)壽命的衰減，其實(shí)也就是電池當前的實(shí)際可用容量，相對于其出廠(chǎng)時(shí)的額定容量，不斷下降的一種變化趨勢。

　　對于理想的鋰離子電池，在其循環(huán)周期內容量平衡不會(huì )發(fā)生改變，每次循環(huán)中的初始容量都應該是一定值，然而實(shí)際上情況卻復雜得多。任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子的副反應都可能導致電池容量平衡的改變，一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過(guò)多次循環(huán)進(jìn)行累積，對電池循環(huán)性能產(chǎn)生嚴重影響。

　　影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素有很多，但其內在的根本原因，還是參與能量轉移的鋰離子數量在不斷減少。需要注意的是，電池當中的鋰元素總量并未減少，而是“活化”的鋰離子少了，它們被禁錮在了其他地方或活動(dòng)的通道被堵塞了，不能自由的參與循環(huán)充放電的過(guò)程。

　　那么，我們只要搞清楚這些本該參與氧化還原反應的鋰離子，都跑哪兒去了，就能夠搞清楚容量下降的機理，也就可以針對性的采取措施，延緩鋰電池的容量下降趨勢，提升鋰電池的循環(huán)壽命。

　　1. 金屬鋰的沉積

　　通過(guò)前面的分析，我們知道鋰離子電池當中是不應該存在鋰的金屬形態(tài)，鋰元素要么是以金屬氧化物、碳鋰化合物的形態(tài)存在，要么是以離子的形態(tài)存在。

　　金屬鋰的沉積，一般發(fā)生在負極表面。由于一定的原因，鋰離子在遷移到負極表面時(shí)，部分鋰離子沒(méi)有進(jìn)入負極活性物質(zhì)形成穩定的化合物，而是獲得電子后沉積在負極表面成為金屬鋰，并且不再參與后續的循環(huán)過(guò)程，導致容量下降。

　　這種情況，一般有幾種原因造成：充電超過(guò)截止電壓；大倍率充電；負極材料不足。過(guò)充電或負極材料不足的時(shí)候，負極不能容納從正極遷移過(guò)來(lái)的鋰離子，導致金屬鋰的沉積發(fā)生。大倍率充電時(shí)，由于鋰離子短時(shí)間內到達負極的數量過(guò)多，造成堵塞和沉積。

　　金屬鋰的沉積，不但會(huì )造成循環(huán)壽命的下降，嚴重時(shí)還會(huì )導致正負極短路，造成嚴重的安全問(wèn)題。

　　要解決這個(gè)問(wèn)題，就需要合理的正負極材料配比，同時(shí)嚴格限定鋰電池的使用條件，避免超過(guò)使用極限的情況。當然，從倍率性能著(zhù)手，也可以局部改善循環(huán)壽命。

　　2. 正極材料的分解

　　作為正極材料的含鋰金屬氧化物，雖然具有足夠的穩定性，但是在長(cháng)期的使用過(guò)程中，仍然會(huì )不斷的分解，產(chǎn)生一些電化學(xué)惰性物質(zhì)(如Co3O4，Mn2O3等)以及一些可燃性氣體，破壞了電極間的容量平衡，造成容量的不可逆損失。

　　這種情況在過(guò)充電情況下尤為明顯，有時(shí)甚至會(huì )發(fā)生劇烈的分解和氣體釋放，不但影響電池容量，還會(huì )造成嚴重的安全風(fēng)險。

　　除了嚴格限定電池的充電截止電壓之外，提高正極材料的化學(xué)穩定性和熱穩定性，也是降低循環(huán)壽命下降速度的可行方法。

　　3. 電極表面的SEI膜

　　前面講過(guò)，以碳材料為負極的鋰離子電池，在初次循環(huán)過(guò)程中，電解液會(huì )在電極表面形成一層固態(tài)電解質(zhì)(SEI)膜，不同的負極材料會(huì )有一定的差別，但SEI膜的成分主要由碳酸鋰、烷基酯鋰、氫氧化鋰等組成，當然也有鹽的分解產(chǎn)物，另外還有一些聚合物等。SEI膜的形成過(guò)程會(huì )消耗電池中的鋰離子，并且SEI膜并不是穩定不變的，會(huì )在循環(huán)過(guò)程中不斷的破裂，露出來(lái)新的碳表面再與電解質(zhì)反應形成新的SEI膜，這樣會(huì )不斷造成鋰離子和電解質(zhì)的持續損耗，導致電池的容量下降。SEI膜有一定的厚度，雖然鋰離子可以穿透，但是SEI膜會(huì )造成負極表面部分擴散孔道的堵塞，不利于鋰離子在負極材料的擴散，這也會(huì )造成電池容量的下降。

　　4. 電解質(zhì)的影響

　　在不斷的循環(huán)過(guò)程中，電解質(zhì)由于化學(xué)穩定性和熱穩定性的局限，會(huì )不斷發(fā)生分解和揮發(fā)，長(cháng)期累積下來(lái)，導致電解質(zhì)總量減少，不能充分的浸潤正負極材料，充放電反應不完全，造成實(shí)際使用容量的下降。

　　電解質(zhì)中含有活潑氫的物質(zhì)和鐵、鈉、鋁、鎳等金屬離子雜質(zhì)。因為雜質(zhì)的氧化電位一般低于鋰離子電池的正極電位，易在正極表面氧化，氧化物又在負極還原，不斷消耗正負極活性物質(zhì)，引起自放電，即在非正常使用的情況下改變電池放電。電池壽命是以充放電循環(huán)次數而定的，含雜質(zhì)的電解液直接影響電池循環(huán)次數。

　　電解質(zhì)中還含有一定量的水，水會(huì )與電解質(zhì)中的LiFP6發(fā)生化學(xué)反應，生產(chǎn)LiF和HF，HF進(jìn)而又破壞SEI膜，生成更多的LiF，造成LiF沉積，不斷的消耗活性的鋰離子，造成電池循環(huán)壽命下降。

　　由以上分析可以看出，電解質(zhì)對鋰離子電池的循環(huán)壽命有非常重要的影響，選擇合適的電解質(zhì)，將能夠明顯的提升電池的循環(huán)壽命。

　　5. 隔離膜阻塞或損壞

　　隔離膜的作用是將電池正負極分開(kāi)防止短路。在鋰離子電池循環(huán)過(guò)程中，隔離膜逐漸干涸失效是電池早期性能衰退的一個(gè)重要原因。這主要是由于隔離膜本身的電化學(xué)穩定性和機械性能不足，以及對電解質(zhì)對隔離膜的浸潤性在反復充電過(guò)程中變差造成的。由于隔離膜的干涸，電池的歐姆內阻增大，導致充放電通道堵塞，充放電不完全，電池容量無(wú)法回復到初始狀態(tài)，大大降低了電池的容量和使用壽命。

　　6. 正負極材料脫落

　　正負極的活性物質(zhì)，是通過(guò)粘結劑固定在基體上面的，在長(cháng)期使用過(guò)程中，由于粘結劑的失效以及電池受到機械振動(dòng)等原因，正負極的活性物質(zhì)不斷脫落，進(jìn)入電解質(zhì)溶液，這導致能夠參與電化學(xué)反應的活性物質(zhì)不斷減少，電池的循環(huán)壽命不斷下降。

　　粘結劑的長(cháng)期穩定性和電池良好的機械性能，將能夠延緩電池循環(huán)壽命的下降速度。

　　7. 外部使用因素

　　鋰離子電池有合理的使用條件和范圍，如充放電截止電壓，充放電倍率，工作溫度范圍，存儲溫度范圍等。但是在實(shí)際使用當中，超出允許范圍的濫用情況非常普遍，長(cháng)期的不合理使用，會(huì )導致電池內部發(fā)生不可逆的化學(xué)反應，造成電池機理的破壞，加速電池的老化，造成循環(huán)壽命的迅速下降，嚴重時(shí)，還會(huì )造成安全事故。