鋰離子電池容量斷崖式衰減與哪些因素有關？

鋰離子電池容量快速衰減或者叫容量斷崖式衰減一直是鋰離子電池壽命的一個痛點，多種因素都會影響容量斷崖式衰減發生的節點，給鋰離子電池壽命預測帶來極大挑戰，如果不摸清導致容量斷崖式衰減的原因，并將這些因素納入壽命預測模型，是很難做好鋰離子電池壽命預測模型的，再一次強調了業務和技術相結合的重要性。

今天介紹一篇加大拿達爾豪斯大學Jeff Dahn教授課題組的最新文獻，該文章受到了特斯拉的資助，其實是Jeff Dahn教授實驗室在結束與3M的合作后，于2016年與特斯拉簽訂了一項5年的合作協議，這篇文章算是合作成果之一。

我寫過一篇關于Jeff Dahn教授演講的文章，主要講的是利用超高精度庫倫效率測試來快速評價電池的循環壽命，可點擊“鋰離子電池為什么會掛掉？如何改進當前狀況？”閱讀文章。

這篇文獻非常長，不想看過程的看下面這一段結果就可以，有興趣的讀者可以一起看看后面的研究數據。

作者研究了正極材料包覆、電解質添加劑、充電截止電壓、LiPF6濃度、電池靜置時間、電極厚度、石墨種類和電解質溶劑配方對容量斷崖式衰減的影響。使用Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2/graphite軟包單體開展上述研究。

1.充電截止電壓越高，電池越容易發生容量斷崖式衰減，主要原因是提高充電截止電壓增大了電解質在正極側的氧化速率。

2.充電截止電壓相同時，電解質添加劑種類、正極材料是否包覆是重要影響因素，2%VC+1%DTD+1%ES添加劑比1%LFO添加劑更容易發生容量斷崖式衰減，未包覆的正極材料比包覆的正極材料更容易發生容量斷崖式衰減，衰減的主要來源是正極側阻抗的增大。關于電池阻抗的介紹可點擊“電池直流內阻和交流內阻的通俗解釋”閱讀文章。

3.降低電極活性物質的負載量可以延緩容量斷崖式衰減發生。

4.使用人造石墨代替天然石墨可以延緩容量斷崖式衰減發生。

5.提高LiPF6濃度可以延緩容量斷崖式衰減發生。

6.單晶NMC532/人造石墨、電解質添加劑為2%FEC+1%LFO組成的單體電池在1C_CCCV充放電循環（3.0V~4.3V，100%DOD）測試條件下循環壽命可達4000次，如果將充電截止電壓降低至4.2V或者4.1V，那么在電池發生容量斷崖式衰減之前還可以再循環幾千次。

如果在量產時能保證這種循環壽命，那么對三元鋰電來說絕對是顛覆性的進展，現在三元鋰電廠家一般質保1200次，4000次已經進攻到了磷酸鐵鋰的堡壘，到時候誰還和我說三元鋰電壽命不如磷酸鐵鋰我和誰急。