常規循環條件下負極活性材料顆粒表面 SEI 隨電池老化的生長增厚所消耗的锂離子是造成電池容量衰減的主要原因 。此時電池容量隨著累計充放電安時數或者是等效滿充滿放循環次數的增加而近似以線性規律衰 減。 而在某些情況下 ，電池在經 曆一段時間的近 似線性衰退後可能會出現突然的容量急劇加速衰減現象 ， 即容量 “跳水”，這 預示著出 現了新的老化機制主導了電池容量衰減過程。在低溫大倍率充電和過充電等極端使用條 件下 ，電池容量因爲負極析锂而出現 “跳 水”，但是多篇文獻表明即使在一些適宜的溫度和充電應力條件下，電池在線性衰退後期也有可能出現容 量 “跳水”現象。

這些“跳水”現象具有如下三個特點 ：

根據這三個特點 ，絕大部分文獻都把電池正常衰退 一段時間之後的容量突然“跳水”歸因于負極在充 電過程中出現了析锂 。 由于石墨負極在電池充電末期的平衡電勢接近于析锂電位 ，當 電池遭受較大的充電極化時會導致負極電位低于析锂電位從而誘發析锂 ， 這會消耗大量 的锂離子。 在電池長時間循環老化過程中，石墨顆粒表面 SEI 膜持續生長不僅消耗 了電解液 ， 也降低了多孔電極的孔隙率 ， 導致锂離子在負極擴散的動力學性能變差 ， 進而加大了充電極化 ， 因此電池老化後即使在適宜的充電應力條件下也有可能出現負極析锂。 析出的锂金屬可以與電解液反應並轉化成 SEI膜 ，這將進一步降低負極的離子動力 學性能 ， 從而形成一種正反饋過程 ， 導致電池容量急劇衰減。

當前研究锂離子電池容量“跳水”機理的文獻多聚焦于石墨負極 ， 而較少關注正極材料對 容量“跳水”的影 響 ， 尚不明確電極活性材料是否在容量“ 跳水”後出現加速衰退 。 對于 高比能三元電 池 ， 其正極材料的穩定性相比于其他材料體系電池較 低 ，研究正極對容 量“跳水”的影響具有重要意義 。 此外 ， 當前研究多通過事後拆解找出容量“ 跳水”的誘發 機制 ， 雖然可以獲得“跳水”後正負電極以及隔膜的特性參數從而准確定位原 因 ， 但無法 獲取電池全生命周期內從正常衰退 階段轉 到“跳水” 後老化表征參數的演變規律 ， 這不 利于基于電池外部電壓電流監測據提取容量“跳水” 表征指標並實現 “跳水”電池的在線識別 。

來源：新能源時代

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