影响锂电池循环寿命的因素

影响循环寿命的因素

材料种类：材料是影响锂离子电池循环性能的第一要素。如果选择循环性能差的材料，

工艺、制程再完善电池的循环也无法保证；选择循环性能较好的材料，即使后续制程有点问题，循环性能也可能不会差的太离谱。材料的循环性能较差，一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快，从而无法继续完成嵌锂脱锂；另一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与对应电解液过早发生副反应而使电解液消耗过快影响电池的循环。在电池设计时，若一极选择循环性能差的材料，另外一极无需选择循环性能较好的材料。

正负极压实：正负极压实过高，虽然可以提高电池的能量密度但是一定程度上降低材料的循环性能。压实越大，对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环的基础，此外正负极压实越高电池的保液量越差，保液量是电池完成正常循环或更多次循环的基础。

水分：过多的水分会与正负极活性物质发生副反应，破坏其结构进而影响循环，同时水分

过多也不利于SEI膜的形成，但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以在一定程度上保证电池的性能。

涂布面密度：单一变量的考虑面密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。面密度不

一致会带来容量的差异、叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电池而言，降低面密度相当于增加一层或多层叠片层数，对应增加隔膜，可以吸收更多的电解液以保证循环。面密度小可以增加电池的倍率性能，极片以及电池除水也更容易，面密度越小越难控制误差也越大，活性物质中大颗粒也会对涂布辊压造成负面影响；更多的层数意味着消耗更多的箔材和隔膜。

负极过量：负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响、涂布面密度的差异还

要考虑对循环性能的影响。对锂离子电池来说，负极石墨成为循环过程的短板比较常见。若负极过量不足，电池可能在循环前并不析锂，但循环几百次后正极结构正常，负极结构破坏严重而无法完全接受正极提供的锂离子，从而造成负极析锂容量下降，负极过量太大会造成恒流比降低。

电解液量：电解液量不足对循环产生影响主要由三个原因：1.注液量不足2.注液量足老

化时间不够或正负极压实过高等造成吸液量不够3.随着循环电池内部电解液被消耗完毕正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI膜的形成，用眼可见的表现是循环过程中电解液消耗速度。不完整的SEI膜：一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液；一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。无论是对循环多少次的电池，电解液随着循环而消耗完毕，增加保液量在一定程度上提高其循环性能。

测试环境条件：测试过程中的充放电倍率、截止电压、截止电流、测试中的过充过放、

测试房间温度、测试过程突然中断、测试点与电池极耳接触电阻等都会影响循环性能测试结果。不同材料对上述条件的敏感程度各不相同。统一测试标准并且了解共性及重要材料的特性