锂离子电池的容量下降如何延缓

1.金属锂的沉积

金属锂的沉积，一般发生在负极表面。由于一定的原因，锂离子在迁移到负极表面时，部分锂离子没有进入负极活性物质形成稳定的化合物，而是获得电子后沉积在负极表面成为金属锂，并且不再参与后续的循环过程，导致容量下降。

这种情况，一般有几种原因造成：充电超过截止电压；大倍率充电；负极材料不足。过充电或负极材料不足的时候，负极不能容纳从正极迁移过来的锂离子，导致金属锂的沉积发生。大倍率充电时，由于锂离子短时间内到达负极的数量过多，造成堵塞和沉积。

金属锂的沉积，不但会造成循环寿命的下降，严重时还会导致正负极短路，造成严重的安全问题。

要解决这个问题，就要合理的正负极材料配比，同时严格限定锂离子电池的使用条件，防止超过使用极限的情况。当然，从倍率性能着手，也可以局部改善循环寿命。

2.正极材料的分解

作为正极材料的含锂金属氧化物，虽然具有足够的稳定性，但是在长期的使用过程中，仍然会不断的分解，出现一些电化学惰性物质(如Co3O4，Mn2O3等)以及一些可燃性气体，破坏了电极间的容量平衡，造成容量的不可逆损失。

这种情况在过充电情况下尤为明显，有时甚至会发生剧烈的分解和气体释放，不但影响电池容量，还会造成严重的安全风险。

除了严格限定电池的充电截止电压之外，提高正极材料的化学稳定性和热稳定性，也是降低循环寿命下降速度的可行方法。

3.电极表面的SEI膜

前面讲过，以碳材料为负极的锂离子电池，在初次循环过程中，电解液会在电极表面形成一层固态电解质(SEI)膜，不同的负极材料会有一定的差别，但SEI膜的成分重要由碳酸锂、烷基酯锂、氢氧化锂等组成，当然也有盐的分解产物，另外还有一些聚合物等。

SEI膜的形成过程会消耗电池中的锂离子，并且SEI膜并不是稳定不变的，会在循环过程中不断的破裂，露出来新的碳表面再与电解质反应形成新的SEI膜，这样会不断造成锂离子和电解质的持续损耗，导致电池的容量下降。SEI膜有一定的厚度，虽然锂离子可以穿透，但是SEI膜会造成负极表面部分扩散孔道的堵塞，不利于锂离子在负极材料的扩散，这也会造成电池容量的下降。