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鋰離子電池由于其能量密度高、無記憶效應(yīng)、自放電小且循環(huán)壽命長而在各個領(lǐng)域得到廣泛使用，如電子產(chǎn)品、電動工具、電動汽車以及儲能領(lǐng)域等。電池的性能總體可分為電性能和可靠性兩大類，壽命是衡量其電性能的重要指標(biāo)之一。
  
  對于能量型電池，一般認(rèn)為電池的可用容量衰減到初始容量的80%時，即為壽命終止。電池的壽命包括循環(huán)壽命和日歷壽命，前者是指電池以一定的充放電制度進行循環(huán)至壽命終止時的循環(huán)次數(shù)， 后者是指電池在某個狀態(tài)下存儲至壽命終止時所需的時間。
  
  鋰電池在充放電過程中會發(fā)生很多復(fù)雜的物理及化學(xué)反應(yīng)， 因此影響鋰電池循環(huán)壽命的因素有很多。
  
  一、循環(huán)壽命的影響因素
  
  1.電池材料的老化衰退
  
  鋰電池內(nèi)部的材料主要包含：正負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、集流體、隔膜以及電解液。鋰電池在使用過程中，這些材料會伴隨著一定程度的衰退和老化。
  
  負(fù)極SEI膜的形成和后續(xù)生長會伴隨著活性鋰的不可逆損失，而且SEI膜并不具備真正的固體電解質(zhì)功能，除了鋰離子以外，其他物質(zhì)的擴散和遷移會導(dǎo)致氣體產(chǎn)生和顆粒破裂。此外，循環(huán)過程中材料體積的變化和金屬鋰的析出也會導(dǎo)致容量損失。
  
  鈷酸鋰電池在25和40℃溫度條件下循環(huán)后的正負(fù)極極片，SEM、XRD 和FTIR測試結(jié)果表明正負(fù)極活性材料均有損失。循環(huán)6000次的磷酸鐵鋰動力電池的電性能進行分析，其容量保持率為84.87%，交流內(nèi)阻上升18.25%，直流內(nèi)阻上升 66%。負(fù)極材料在循環(huán)后的性能衰減較快，并認(rèn)為負(fù)極體積的膨脹、SEI膜的增厚是主要影響因素。
  
  2.充放電制度
  
  充放電制度主要包括充放電方式、倍率和截止條件等三個方面。在充電方式上，美國科學(xué)家馬斯認(rèn)為電池的最佳充電電流隨著充電時間的延長而逐漸減小。
  
  常見的幾種充電方法做了全面的對比，發(fā)現(xiàn)恒流充電在后期由于電流過大，使電池內(nèi)部析氣，損傷電池；而恒壓充電在充電初期電流過大，直接傷害電池；恒流恒壓充電以及階梯恒流充電法克服了恒流充電和恒壓充電的缺點，目前廣泛使用；反脈沖充電可以有效地消除極化，但是對壽命有一定的影響。
  
  充放電倍率和截止條件對電池循環(huán)壽命也有很大的影響。18650型號的鈷酸鋰電池在不同放電倍率下的循環(huán)性能，發(fā)現(xiàn)以0.5C，1C和2C放電倍率循環(huán)300周后的容量損失率分別為10.5%，14.2%和18.8%，并通過分析得出：正極材料結(jié)構(gòu)的改變和負(fù)極表面膜增厚會導(dǎo)致鋰離子數(shù)量的減少及擴散通道阻塞，從而引起電池容量衰減。