1、锂电池老化表现

锂离子电池的老化主要分为性能老化和安全性老化两大类。

性能老化指正常使用过程中容量的大幅下降、循环寿命的衰减、内阻增大、自放电、一致性较差和高低温老化等。安全性老化主要是由于不恰当的使用环境，使用方式导致的包括内短路、漏液、胀气鼓包和析锂等。

图1 锂离子电池老化机理

2、容量衰减

容量的衰减的原因主要包括以下几点：

锂离子不会受到 SEI 膜的影响，可以正常穿过 SEI 膜，完成锂离子脱嵌。膜的形成伴随着活性锂离子的消耗，随着 SEI 膜厚度的增加、部分 SEI 膜破裂，活性锂离子进一步减少，最终导致容量衰减。集流体的腐蚀，正负极活性物质的损失，SEI 膜厚度的增加均能导致欧姆阻抗的增加，欧姆阻抗的增加又会导致电池产热增加，电解液高温分解，隔膜孔隙率下降等问题，加速了电池的老化衰减。正极表面颗粒的碎裂、间隙增大、晶格混乱和结构破坏导致极化现象严重。在电池循环过程中，LiPF6高温下易分解生成强路易斯酸 PF5,继续与水反应会生成 HF，而 HF 会腐蚀电极材料，造成过渡金属的溶解，并最终沉积在负极表面，破坏了 SEI 膜的稳定性。同时 HF 会引发电池内部的副反应，致使容量的衰减。常见的铝集流体在充放电循环过程中会发生结构的损坏，活性物质与集流体间隙增加，其次电解液的变质与分解产物会进一步腐蚀集流体。

3、倍率下降

主要是由于循环老化过程中，活性物质与集流体间的接触电阻增大、极片浸润性下降等导致的内阻增加。

4、自放电

物理微短路与化学副反应是锂电池自放电的两大影响因素。

物理微短路是造成端电压下降的直接原因，主要是粉尘、毛刺、枝晶和金属杂质等造成的电池内部短路；化学副反应是由于正负电极在电解液中发生的氧化还原反应所导致。此外，电池存储环境的温湿度、电解液浓度以及材料本身的性能也影响着自放电的速率。

5、电池胀气

正常产气是电池在化成阶段，也就是首次充放电时，电解液与负极发生化学反应，形成稳定的 SEI 膜的同时，伴随着 H2、CO2、C2H4 和 C3H6 等烷烃的生成，并会在后续工艺中排出，对电池无影响。

异常产气有以下几种常见的因素：

电池在化成后，负极表面的 SEI 膜可能会发生破裂和脱落等问题，因而在后续充放电过程中会再次生成一层新的 SEI 膜，并伴随着气体的生成；电池生产过程中，内部存有一定水分，封装不良等；电池内部短路造成异常产气；过充过放引起的产气；高温导致的电解质不稳定，例如常见电解质 LiPF6 高温下的分解产物副反应后生成 CO2、C2H4和 C3H6 等气体。

6、热失控

热失控的引发条件较多，主要包含杂质的引入、隔膜的老化和枝晶的生长等因素。

文章来源：新能源时代

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