锂电池内部的锂是怎么分布的？

锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。可逆锂的数量直接决定电池的容量，在不同的充放电条件下或者循环过程中，电池表现出不同的特性。那么，锂都去哪了？

在电池内部，锂离子主要存在以下几个地方，如图1所示：

（1）在正负极之间移动和脱嵌的活性锂；

（2）嵌入负极层间后无法脱出、不可用的锂；

（3）负极颗粒表面形成SEI膜，以及SEI膜的不断生长；

（4）负极涂层表面析出的锂；

（5）电解液中溶剂化的锂；

（6）电解液分解，形成氟化锂；

（7）正极颗粒表面生成的CEI膜；

（8）正极材料内部无法脱出的不可利用的锂，等。

在循环过程中，或者不同倍率、温度条件下，电池内部锂怎么分布的？如果弄清楚了这个问题，就很容易理解容量损失的原理。德国明斯特大学研究人员采用ICP-OES技术研究了这个问题。

首先，研究人员组装了如图2所示的T型电池，循环或老化后拆解电池，进行如下操作：

（1）正、负极极片先用DMC清洗，再在王水中微波反应溶解极片，清洗液（wash electrode）和极片溶解液用蒸馏水稀释后ICP测试锂含量；

（2）隔膜在盐酸中浸泡，浸泡液用蒸馏水稀释后ICP测试锂含量；

（3）组装电池用的尼龙膜用蒸馏水清洗后再稀释ICP测试锂含量；

（4）组装电池的其他主体部件用蒸馏水清洗后ICP测试锂含量；

其中，参照电池0.1C循环一次后，做锂含量测试，并假定形成了SEI和CEI膜，原始负极极片中不含锂，参照电池负极片锂含量即认为是形成SEI膜的锂，参照电池正极极片锂含量减原始极片的锂含量是多出的锂，认为这是形成CEI膜的锂。所有测试结果精度为100%±7%。

循环电池内部锂分布

电池0.1C循环5次做化成，然后分别在室温和40℃下1C充放电循环100次，充电到SOC 0%、50%和100%，然后，测试各部分锂含量，结果如图4和表2所示。

总结：循环后，负极锂含量明显增加了，初始形成SEI耗锂2.3%，循环后放电状态负极锂含量10.3%，这是SEI膜生长过程，从而正极锂含量降低了，高温循环与室温差别不大。
 

循环倍率对锂分布的影响

电池0.1C循环5次做化成，然后分别在室温和40℃下0.5C、1C和2C充放电循环100次，充电到SOC 100%，然后，测试各部分锂含量，结果表3所示。随着倍率降低，负极锂含量增加，这是锂离子扩散动力学限制了正极的锂传输到负极。循环温度高负极普遍锂含量高，温度促进了锂的传输。

,能20倍放电)

　　一、锂电池按外型分：有方型锂电(如常用的手机电池电芯)和柱形(如18650);

　　二、锂电池外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池;

　　三、锂电池从正负极材料(添加剂)分：沽酸锂(LiCoO2)电池或锰酸锂(LiMn2O4)，磷酸铁锂电池，一次性二氧化锰锂电池;另一分：锂离子LIB，聚合物PLB

　　四、.不同的性能用途方面分：

　　一次性---锂锰电池--扣式3伏电池

　　高容量(高平台)--用在手机数码产品上

　　高倍率;---用在电动车和电动工具上及飞机模型

　　高温;---矿灯，室上灯饰，机器内置后备电源;

　　低温;---室外环境，北方(冬天)南极;

　　中国电动车行业车用电池中用锂电池主流是三种铁锂，锰锂，三元。
电池存在一致性问题。单体磷酸铁锂电池寿命目前超过2000次，但电池组的寿命会大打折扣，有可能是500次。因为电池组是由大量单体电池串并而成，其工作状态好比一群人用绳子绑在一起跑步，即使每个人都是短跑健将，如果大家的动作一致性不高，队伍就跑不快，整体速度甚至比跑得最慢的单个选手的速度还要慢。电池组同理，只有在电池性能高度一致时，寿命发挥才能接近单体电池的水平。

软包电池内部锂分布

最后，作者对软包电池做了类似的锂含量测试和分析。