173-6536-3369
1、溫度：
環(huán)境溫度對于鋰離子電池的性能、安全及壽命等特性影響明顯。有研究認為鋰離子電池適于在15～35℃的溫度區(qū)間內(nèi)工作。在實際應(yīng)用中，一般通過各種熱管理技術(shù)來調(diào)節(jié)鋰離子電池的工作溫度，從而延長鋰離子電池的循環(huán)壽命并提高電池全生命周期的安全性。
低溫情況下電化學(xué)反應(yīng)速率趨緩，電解液電導(dǎo)率下降，SEI 膜阻抗增大，鋰離子傳遞阻抗增大，充放電工況下極化電壓加大，因此，充電時易產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象，從而造成電池容量的不可逆下降，甚至引發(fā)安全風險。
在較高溫度下工作時，由于反應(yīng)動力學(xué)原因（阿倫尼烏斯效應(yīng)），鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)速率上升、內(nèi)阻下降且容量有所增加；持續(xù)的較高溫度會使得電池內(nèi)部副反應(yīng)加速，造成電解液氧化和分解并促進SEI膜的生成，造成容量不可逆損失及阻抗上升。
鋰離子電池工作過程中，由于其內(nèi)部的電極和隔膜等部件的導(dǎo)熱系數(shù)較低，電池單體內(nèi)部會產(chǎn)生溫度梯度，在大倍率及低溫環(huán)境下溫度梯度現(xiàn)象更加明顯，這種空間溫度分布差異性可能會加劇電流密度的非均勻分布，從而加速電池衰減。
2、充放電倍率：
電流倍率同樣會導(dǎo)致鋰離子電池容量降低。充放電倍率的增大會加快高比能量鋰離子電池容量衰減速率及歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻的增長速率，極化內(nèi)阻的增長速率要高于歐姆內(nèi)阻。
充放電倍率對于電池組老化及一致性的影響主要表現(xiàn)在加速容量小的單體電池的老化。對于小容量電池，在高充放電倍率下，會較為頻繁的發(fā)生過充電與過放電現(xiàn)象，進而加速小容量電池的容量衰減，形成正反饋。
從而導(dǎo)致電池組可用容量減小，甚至因過充電過放電等現(xiàn)象存在熱安全問題。高倍率的充放電循環(huán)所導(dǎo)致電池老化的機理主要為高倍率充放電時產(chǎn)生的擴散誘導(dǎo)應(yīng)力所導(dǎo)致的正極活性材料損失；考慮到電池老化過程中正極活性材料體積分數(shù)的下降，會導(dǎo)致電極材料單位面積上的電流密度呈增大趨勢，因此，高倍率充放電循環(huán)工況下電池老化將會表現(xiàn)為存在加速的趨勢。
Dubarry等采用多種充放電倍率對復(fù)合正極鋰離子電池進行了老化實驗，結(jié)果表明大倍率充放電會加速電池性能衰退；對衰退結(jié)果分析后認為老化過程可分為2個階段，第1階段的容量損失來自于負極表面SEI膜生成所造成的活性鋰離子損失，第2階段的衰退來自于電極活性材料損失。Cheng等研究了NCM鋰離子電池的老化特性，認為容量損失隨循環(huán)次數(shù)增加而增大，在老化過程中伴隨有正極材料結(jié)構(gòu)損傷及負極SEI膜的生成。
而Barcellona和Piegari通過珀爾帖抑制充放電過程中的溫度變化，認為在一定電流倍率內(nèi)及特定SOC條件下，電池老化與電流倍率無明顯關(guān)系。Yang等通過包含副反應(yīng)的電化學(xué)-熱聯(lián)合模型討論了電池性能衰減與循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系，認為隨循環(huán)次數(shù)增多電池老化將會出現(xiàn)拐點，即呈現(xiàn)從近似線性到非線性轉(zhuǎn)化的過程，且后期非線性加速老化的原因主要來自于負極表面出現(xiàn)析鋰。
3、過充對容量衰退的影響分析：
因電池過充導(dǎo)致的電池容量衰退主要包括負極過充導(dǎo)致析鋰、正極過充導(dǎo)致產(chǎn)氣及電解液過充時副反應(yīng)加??；當負極過充時，會發(fā)生析鋰反應(yīng)，導(dǎo)致金屬鋰沉積，在正極活性物相比于負極活性物過量的時候更容易發(fā)生。
但是，在高倍率充電的情況下，即使正負極活性物的比例正常，也可能發(fā)生析鋰現(xiàn)象。金屬鋰的沉積可能從以下幾個方面造成電池的容量衰減：
①導(dǎo)致電池中可循環(huán)鋰量減少；
②析出的金屬鋰與溶劑或電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)，形成其他副產(chǎn)物，并消耗電解液，從而導(dǎo)致放電效率降低；
③金屬鋰主要沉積在負極和隔膜之間，可能造成隔膜孔隙堵塞，導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加。
當正極活性物相對于負極活性物比例過低時，容易發(fā)生正極過充電現(xiàn)象。正極過充電主要通過電化學(xué)惰性物質(zhì)的產(chǎn)生、氧損失等形式造成電池的容量衰減，由于破壞了電極間的容量平衡，會導(dǎo)致電池容量發(fā)生不可逆損失。同時正極反應(yīng)釋放的氧氣還有可能會給鋰離子電池的使用帶來安全隱患。
若鋰離子電池充電電壓過高，將會導(dǎo)致電解液發(fā)生氧化反應(yīng)，并生成不溶物 (如Li2CO3) 和氣體，這些副產(chǎn)物會將電極微孔堵塞，阻礙鋰離子的遷移，從而造成循環(huán)容量衰減變化。而且隨著電解液的消耗，其傳質(zhì)能力減弱，會引起電池內(nèi)阻增加。
此外，若產(chǎn)生固體產(chǎn)物，還有可能會在電極表面形成鈍化膜，這將增大電池極化而降低電池的輸出電壓。
