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锂电池析锂是如何发生的？

内容源于公众号“清新电源”

1、析锂发生在什么时候？

2、析锂的影响因素有哪些？

1. 将锂离子电池的正负极与金属锂参比电极构成如图2(b)所示的三电极体系进行充电测试，得到负极电位随全电池电压的变化如图2(a)所示。研究发现，当荷电状态（SOC）和充电电流密度越大，测试温度越低，石墨负极的电位就会越负，负极表面的锂沉积副反应也越容易发生。

2. 锂电池层面：在一定范围内增大N/P比有助于将负极的荷电状态限制在较低水平，从而降低电池老化速率，使电池内阻增加更慢。

3. 负极反应动力学：析锂反应也受到负极材料种类、形貌、电导率的影响。它们从扩散传质或电荷转移的角度影响负极极化程度，从而对负极电位及负极反应造成影响。

4. 活化能：溶剂化锂离子在电解液中扩散时需要克服的活化能可以忽略不计，而溶剂化锂离子在去溶剂化、扩散穿过SEI膜及电荷转移过程中需要克服的活化能却最高。随着充电过程的进行，负极嵌入的Li+数目逐渐增多，Li+在负极活性材料中扩散时需要克服的活化能增大，固相扩散更加困难。

5.温度：根据阿伦尼乌斯公式，当电池在低温下循环时，析锂反应相对于嵌锂过程有更大的反应速率，即在低温条件下负极更倾向于发生析锂反应。这已被低温下石墨负极电位更负的实验观测结果所验证。此外，低温条件下的电荷转移与固相扩散也更慢，负极表面沉积的金属锂与电解质之间的反应速率也会下降。

6.充电倍率：充电电流倍率决定了单位面积负极材料上的锂离子通量。当Li+在负极内的固相扩散过程较慢（例如当温度过低、荷电状态较高或Li+在该材料中扩散需要克服较大的活化能），而充电电流密度过大时，负极表面就会发生析锂反应。当其他条件不变，而电流密度增大到一定阈值时，负极电位就会变负，并伴随着析锂反应的开始。

7.其它：负极表面是否发生析锂反应是由充电倍率、温度、荷电状态这三个因素共同决定的。例如：(1) 在低温条件下充电并不意味着负极一定会发生析锂反应。只有当荷电状态和（或）电流密度超过一定阈值时才会发生析锂反应。(2) 在锂离子电池的充电过程中，如果在荷电状态较低时采取较高的充电电流密度，而在荷电状态较高时采取较低的充电电流密度，析锂反应就能得到有效的抑制。