电池为什么会老化？_百度知道锂电池老化的目的
老化一般就是指电池装配注液完成后第一次充电化成后的放置，可以有常温老化也可有高温老化，作用都是使初次充电后形成的SEI膜性质和组成能够稳定。常温老化温度为25度,高温老化各厂不同,有的是38度也有45度的.时间在48-72小时之间老化又分开口和封口两种情况：对于开口化成的电池,对常温老化而言如果相对湿度可以控制在2%以下的话,老化后再封口比较好,对于高温老化而言,封口后老化比较好.不过可以肯定的是：老化过程有电化学动力学变化，对SEI的稳定有很大的帮助，能促进电化学系统的稳定。老化的目的其实原理差不多，一个原因是为了让电解液充分得浸润，另外一个是是正负极活物质中的某些活跃成分通过一定的反应失活，使得电池整体性能表现更为稳定，很多公司为了使得这个进程加快，采取高温老化，但是高温老化需要注意控制时间和温度，因为高温老化会比常温老化对活物质产生更多的劣化作用，控制得好，活跃成分完全反应，电池特性表现稳定，控制不好，反应过度，那么电学性能下降，容量的降低，IR的增高，甚至发生漏液等状况都是很有可能的高温老化后的电池性能更稳定，绝大多数锂离子电池厂家生产过程中都取高温老化操作方式，温度45~50摄氏度老化1~3天，然后常温搁置。高温老化后电池潜在的不良现象会暴露出来：比如电压变化，厚度变化、内阻变化都是直接考验这批电池的安全和电化性能综合指标。如今，绝大部分电池公司都采用劣质低端的国产隔膜进行量产，高温老化也是成为电池内部结构安全性能检验的潜规则高温老化只是为了缩短电池的整个生产周期，刚化成的电池在高温下只是加速电池的化学反应，对电池并没有多的好处，有可能损伤电池，最好是常温下静置时间在三周以上，让正负极、隔膜、电解液等充分进行化学反应达到平衡，这时的电池性能才较真实。您的位置： >
　　七、 锂离子电池的循环寿命
　　电池用着用着，感觉不耐用，容量没有以前多了，这些都是循环寿命不断衰减的体现。
　　循环寿命的衰减，其实也就是电池当前的实际可用容量，相对于其出厂时的额定容量，不断下降的一种变化趋势。
　　对于理想的锂离子电池，在其循环周期内容量平衡不会发生改变，每次循环中的初始容量都应该是一定值，然而实际上情况却复杂得多。任何能够产生或消耗锂离子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变，一旦电池的容量平衡状态发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池循环性能产生严重影响。
　　影响锂离子电池循环寿命的因素有很多，但其内在的根本原因，还是参与能量转移的锂离子数量在不断减少。需要注意的是，电池当中的锂元素总量并未减少，而是&活化&的锂离子少了，它们被禁锢在了其他地方或活动的通道被堵塞了，不能自由的参与循环充放电的过程。
　　那么，我们只要搞清楚这些本该参与氧化还原反应的锂离子，都跑哪儿去了，就能够搞清楚容量下降的机理，也就可以针对性的采取措施，延缓锂电池的容量下降趋势，提升锂电池的循环寿命。
　　1. 金属锂的沉积
　　通过前面的分析，我们知道锂离子电池当中是不应该存在锂的金属形态，锂元素要么是以金属氧化物、碳锂化合物的形态存在，要么是以离子的形态存在。
　　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，就需要合理的正负极材料配比，同时严格限定锂电池的使用条件，避免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，产生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膜的成分主要由碳酸锂、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。
　　4. 电解质的影响
　　在不断的循环过程中，电解质由于化学稳定性和热稳定性的局限，会不断发生分解和挥发，长期累积下来，导致电解质总量减少，不能充分的浸润正负极材料，充放电反应不完全，造成实际使用容量的下降。
　　电解质中含有活泼氢的物质和铁、钠、铝、镍等金属离子杂质。因为杂质的氧化电位一般低于锂离子电池的正极电位，易在正极表面氧化，氧化物又在负极还原，不断消耗正负极活性物质，引起自放电，即在非正常使用的情况下改变电池放电。电池寿命是以充放电循环次数而定的，含杂质的电解液直接影响电池循环次数。
　　电解质中还含有一定量的水，水会与电解质中的LiFP6发生化学反应，生产LiF和HF，HF进而又破坏SEI膜，生成更多的LiF，造成LiF沉积，不断的消耗活性的锂离子，造成电池循环寿命下降。
　　由以上分析可以看出，电解质对锂离子电池的循环寿命有非常重要的影响，选择合适的电解质，将能够明显的提升电池的循环寿命。
　　5. 隔离膜阻塞或损坏
　　隔离膜的作用是将电池正负极分开防止短路。在锂离子电池循环过程中，隔离膜逐渐干涸失效是电池早期性能衰退的一个重要原因。这主要是由于隔离膜本身的电化学稳定性和机械性能不足，以及对电解质对隔离膜的浸润性在反复充电过程中变差造成的。由于隔离膜的干涸，电池的欧姆内阻增大，导致充放电通道堵塞，充放电不完全，电池容量无法回复到初始状态，大大降低了电池的容量和使用寿命。
　　6. 正负极材料脱落
　　正负极的活性物质，是通过粘结剂固定在基体上面的，在长期使用过程中，由于粘结剂的失效以及电池受到机械振动等原因，正负极的活性物质不断脱落，进入电解质溶液，这导致能够参与电化学反应的活性物质不断减少，电池的循环寿命不断下降。
　　粘结剂的长期稳定性和电池良好的机械性能，将能够延缓电池循环寿命的下降速度。
　　7. 外部使用因素
　　锂离子电池有合理的使用条件和范围，如充放电截止电压，充放电倍率，工作温度范围，存储温度范围等。但是在实际使用当中，超出允许范围的滥用情况非常普遍，长期的不合理使用，会导致电池内部发生不可逆的化学反应，造成电池机理的破坏，加速电池的老化，造成循环寿命的迅速下降，严重时，还会造成安全事故。
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( 发表人：广立 )
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日 10:52&&&转载：&& 作者:网易汽车&& 编辑:陈明 分享
锂离子动力电池单体并不能满足电动汽车的动力需求，因此电动汽车必须采用多块电池进行串联、并联构成的动力电池组来提供电动汽车使用能量。从目前的锂离子动力电池单体制造工艺水平来看，生产过程中的各种因素影响使得同一型号的单体电池也会在电压、容量、内阻等方面产生偏差。动力电池组的性能决定于电池单体的性能，但绝不是单体电池性能的简单累加。由于单体电池性能不一致性的存在，使得动力电池组在电动汽车上进行反复使用时，动力电池组产生各种问题从而导致使用寿命缩短。受限于目前的锂离子动力电池技术发展瓶颈，对动力电池使用寿命的影响因素进行研究，并解决相关问题用以延长动力电池的使用寿命显得十分重要。这将有助于锂离子动力电池在电动汽车的发展，提高锂离子动力电池的使用效率。动力电池单体使用寿命的影响因素针对在电动汽车上使用的动力电池使用寿命终了，定义是电池的衰减量达到初始容量的20%。动力电池的使用寿命在电动汽车上反复充放电时，会由于锂离子电池内部的副反应不断发生使得电池本体材料性质而发生衰退。这种衰退是由于以下几个方面产生：电极材料晶格结构的改变；电极材料发生分解、剥落或腐蚀造成活性材料减少；电解液分解消耗引起的导电性下降和阻抗增加；由于负极析锂或副反应造成可脱嵌的锂离子被消耗；副反应生成的气体、不溶物质以及粘结剂改性和集流体腐蚀引起的阻抗增加。从实际使用环境条件来看，影响动力电池单体使用寿命的因素主要包括充放电截止电压、充放电倍率、使用温度以及搁置条件。已经有很多资料文献表明在一定范围内，不同充电截止电压的循环寿命分别随充电电压越高而越短。这说明充电截止电压对电池使用寿命的影响非常大。高的充电截止电压会加剧电池副反应的发生导致电池使用寿命缩短。动力电池在整车上使用时，由于电动汽车的各种行驶状况使得电池易出现衰退而在较高电位区域充放电时性能下降较严重。动力电池在电动汽车的使用过程中为满足不同的驾驶工况从而采用不同的充放电倍率。对动力电池倍率充放电的研究表明大倍率充放电会加速电池容量的衰减，充放电倍率越大，电池容量衰减越快。这主要是由于正极材料结构和性质的改变以及负极表面膜增厚导致锂离子扩散困难造成的。如果充放电倍率过大的话，还有可能造成单体电池过热、短路引起爆炸等。不同的动力电池有不同的最佳使用温度，过高或过低的温度都会对电池的使用寿命产生影响。随着温度的降低，锂离子动力电池的放电容量会有所降低。这是因为随着温度的降低，电解液的离子电导率随之降低，引起电池内阻迅速增大，导致电池在低温时输出性能变差。动力电池在搁置不使用的条件下，会由于电池本身的性质发生自放电、正负极材料钝化、电解液分解等情况。有实验结果表明负极SEI性能不稳定会导致负极活性材料快速衰退，并容易产生锂金属析出，而形成稳定SEI膜的锂电池可以在高温条件下储存超过4年，同时不同的电解液组份对电极材料的衰退影响程度不同。单体的不一致性对动力电池组的影响电池单体的不一致性主要是在制造过程中产生，由于工艺水平使电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微小差别。这种电池内部结构上的不一致性就会使同一批次出厂的同一型号电池的电压、容量、内阻等不可能完全一致。单体电池的不一致性对动力电池组使用寿命的影响分为电压的不一致性、容量的不一致性以及内阻的不一致性。在单体电池成组的过程中，如果电压的不一致性较大，会造成低压电池与正常电池一起使用时成为电池组的负载。因为当并联的两节电池中存在低压电池，那么会发生互充电现象，其他电池将会给该电池充电。这种连接方式会使得低压电池的容量小幅度增加而高压电池容量大幅度减少，能量损耗在互充电上达不到理想的对外输出。初始容量不一致在电池成组前经过筛选已经大大减小，在使用过程尽管可以通过电池单体单独充电方式来平衡单体电池初始容量的不同。但电动汽车的连续充放电循环过程使得这种不一致性在某种程度上会放大，容量随循环的衰减速度不同，随着电池循环次数的增加，容量的差异就会越来越大。这样会使得单体电池的容量加剧衰减带动整个电池组的容量衰减。内阻的不一致性使得单体电池在电池组内的电压电流分配不均，局部出现过压充电或欠压放电。内阻的不一致性还会使单体电池在放电过程中热量的损失不等，内阻越大则温度升高的速度越快，有可能最终造成热失控。电压、容量、内阻等各类不一致性导致电池单体寿命与电池组寿命出现差异，主要表现在温度差异、充放电倍率差异、放电深度差异和可用容量差异上。比如放电深度的差异，由于电池单体初始容量的差异，大部分电池还处于浅放电的状况下，低容量的电池单体已经深度放电。总结影响动力电池组寿命的因素较多且相互作用，致使电池组性能容易出现比较严重的衰退，尤其在高温低温或过充放电这类条件下并缺乏有效的管理和控制时，电池组的性能将进一步衰退。另外，大量单体电池的串联与并联使得容量和性能较差的某个单体限制了整个电池组的性能，进而限制了电池组的充分使用。
本文来源：第一电动网
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