锂离子电池容量衰减的原因是什么？

锂离子电池容量为什么会衰减?

 

锂离子电池是继镉镍电池、氢镍电池之后发展最快的二次电池。锂离子电池的应用很大程度取决于其充放电循环的稳定性，和其它二次电池一样，锂离子电池在循环过程中容量衰减是不可避免的。

锂离子电池在两个电极间发生嵌入反应时具有不同的嵌入能量，而为了得到电池的最佳性能，两个宿主电极的容量比应该保持一个平衡值。如果容量比过大或者过小，就会导致负极材料被过充电而存在安全隐患，或者负极不能被完全利用。

对于理想的锂离子电池系统，在其循环周期内容量平衡不发生改变，每次循环中的初始容量为一定值，然而实际上情况却复杂得多。任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变，一旦电池的容量平衡状态发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池性能产生严重影响。


 

在锂离子电池中，除了锂离子脱嵌时发生的氧化还原反应外，还存在着大量的副反应，如正负极过充反应、电解液分解、自放电、活性物质溶解、金属锂沉积等，这些都会造成电池内容量平衡被破坏，导致锂电池发生永久性容量损失。此外，极温环境等外在因素也会造成锂电池容量暂时下降。