锂电池循环中的容量衰减机理是什么

正极材料在充放电的过程中，体积会发生变化，Ni含量越高，体积膨胀的比例越大。裂纹的产生还依赖充放电截止电势的大小,所以通常高镍系层状氧化物正极的工作电压(相对于锂金属负极)不超过4.1V，目的是为了保证不发生不可逆相变,减小内应力。

晶体上的裂纹和晶体之间的分离，使得高镍三元材料正极晶粒必然要承受更大的体积变量。体积循环变动的过程中，一次晶粒内部的晶界之间可能产生裂纹，而晶粒与晶粒之间的额距离也会逐步拉大，出现部分晶粒离开正极独立存在的现象。更多的晶面与电解液接触，形成更多的SEI膜，消耗了电解质和活性材料的同时，增加了锂离子在电极上扩散的电阻。

减弱单体电压范围内的相变趋势，是抑制微裂纹的方法。研究者目前的主要方向如下。

1)抑制阳离子混排的镁离子掺杂，包含镁离子的晶格，膨胀的方向大体一致，可以起到抑制微裂纹的作用;

2)将NCM811材料制备成内部均匀嵌入Li2MnO3结构单元的两相复合材料，可以减弱体积变化。

导电物质的重新分布

这个影响因素主要在说NCA，NCM还没有相关研究公布。经历了一定周期的循环以后，导电物质，在晶粒表面重新分布，或者有一部分脱离活性物质晶体，这使得此后的晶体各个部分，动力学环境变得不同，进而造成晶体裂纹。裂纹出现后的进一步影响与前面“微裂纹”中所述一致。

4.2高温环境容量加速衰减机理

高温循环一定周期后，发现晶界之间存在大量失去活性的二价、三价Ni离子，退出循环的Ni离子，无法参与电荷补偿，电池容量衰减比例近似的与这部分失活离子数量相当，推测高温低电压窗口下的容量衰减主要形式是Ni离子的失去活性造成的。另外，高温循环，容易带来正极材料晶格塌陷，从NiO6蜕变为NiO，从而失去活性。有试验现象表明，SEI膜的电导率差，也会造成高温循环容量衰减。

电动汽车在追求整体性能超越传统燃油车的大背景下，对于能量密度的追求可以说是动力锂电池十年以上的热点。同时产生的安全问题，则是电池大规模商用化必须迈过去的门槛。