负极界面长新芽表面又析出枝丫层间存了好多花分了解了变氟化陷在正极的锂呀还有薄薄的CEI啊一生把电交给它只为那循环不跳滑锂都去哪儿了还没好好感受活力就老化了脱脱嵌嵌一辈子满脑子都是极化大了小了锂都去哪儿了还没好好充放电结构就塌了得失电子半辈子转眼就只剩下满电的八十了
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。可逆锂的数量直接决定电池的容量，在不同的充放电条件下或者循环过程中，电池表现出不同的特性。那么，锂都去哪了？
在电池内部，锂离子主要存在以下几个地方，如图1所示：
（1）在正负极之间移动和脱嵌的活性锂；（2）嵌入负极层间后无法脱出、不可用的锂；（3）负极颗粒表面形成SEI膜，以及SEI膜的不断生长；（4）负极涂层表面析出的锂；（5）电解液中溶剂化的锂；（6）电解液分解，形成氟化锂；（7）正极颗粒表面生成的CEI膜；（8）正极材料内部无法脱出的不可利用的锂，等。
图1 锂离子电池内部锂分布示意图
在循环过程中，或者不同倍率、温度条件下，电池内部锂怎么分布的？如果弄清楚了这个问题，就很容易理解容量损失的原理。德国明斯特大学研究人员采用ICP-OES技术研究了这个问题。
首先，研究人员组装了如图2所示的T型电池，循环或老化后拆解电池，进行如下操作：
（1）正、负极极片先用DMC清洗，再在王水中微波反应溶解极片，清洗液（wash electrode）和极片溶解液用蒸馏水稀释后ICP测试锂含量；（2）隔膜在盐酸中浸泡，浸泡液用蒸馏水稀释后ICP测试锂含量；（3）组装电池用的尼龙膜用蒸馏水清洗后再稀释ICP测试锂含量；（4）组装电池的其他主体部件用蒸馏水清洗后ICP测试锂含量；
其中，参照电池0.1C循环一次后，做锂含量测试，并假定形成了SEI和CEI膜，原始负极极片中不含锂，参照电池负极片锂含量即认为是形成SEI膜的锂，参照电池正极极片锂含量减原始极片的锂含量是多出的锂，认为这是形成CEI膜的锂。所有测试结果精度为100%±7%。
图2  T型电池结构示意图
日历老化电池内部锂分布
电池0.1C循环5次做化成，然后1C充电到SOC50%和100%，分别在室温和40℃存放2周。然后，测试各部分锂含量，结果如图3和表1所示。
图3   参照电池及室温下不同SOC状态电池日历老化2周后内部锂分布 表1  不同温度、SOC状态电池日历老化2周后内部锂分布
总结：从参照电池数据看，负极锂含量2.3%，即为形成SE膜的锂，正极锂含量58.6%-原始极片锂含量54.9%＝3.7%，即为形成CEI膜的锂。室温日历老化，与参照电池相比，电池在不同SOC下只有正负极锂含量变化，其他各部分锂含量几乎不变，说明容量几乎没有损失。而40℃老化，正极锂含量降低了，负极锂含量增加了。
循环电池内部锂分布
电池0.1C循环5次做化成，然后分别在室温和40℃下1C充放电循环100次，充电到SOC 0%、50%和100%，然后，测试各部分锂含量，结果如图4和表2所示。
图4   参照电池及室温下1C循环100次电池在不同SOC状态内部锂分布
表2  不同温度1C循环100次电池在不同SOC状态下内部锂分布
总结：循环后，负极锂含量明显增加了，初始形成SEI耗锂2.3%，循环后放电状态负极锂含量10.3%，这是SEI膜生长过程，从而正极锂含量降低了，高温循环与室温差别不大。

循环倍率对锂分布的影响
电池0.1C循环5次做化成，然后分别在室温和40℃下0.5C、1C和2C充放电循环100次，充电到SOC 100%，然后，测试各部分锂含量，结果表3所示。随着倍率降低，负极锂含量增加，这是锂离子扩散动力学限制了正极的锂传输到负极。循环温度高负极普遍锂含量高，温度促进了锂的传输。

表3   不同温度、不同倍率循环100次电池在满电状态下内部锂分布
软包电池内部锂分布
最后，作者对软包电池做了类似的锂含量测试和分析，结果如图5和表4所示。
图5   软包电池内部锂分布


表4   不同温度循环的软包电池在不同SOC状态下内部锂分布

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