析锂定义:由于负极嵌锂空间不足,锂离子迁移阻力过大,锂离子过快从正极脱出但无法等量嵌入负极等异常引起的无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得到电子,从而形成银白色的锂单质的现象。
析锂什么时候发生:当石墨负极点位降至200-65mV vs Li﹢/Li时,发生嵌锂过程,随着充电的进行,负极点位下降至0V vs Li+/Li以下时,就发生锂沉积副反应,此时锂沉积副反应与嵌锂反应同时进行,考虑到极化的影响,当平衡点位与过电位(来自欧姆电阻、电荷转移和扩散的过程)之和 vs Li+/Li电对为负值时,就发生了锂沉积副反应。
析锂的影响因素:①锂电池层面就是正负极的CB值,当负极的嵌锂位少于正极能够提供的锂离子数量时,析锂容易发生;②负极反应动力学,跟负极结构、形貌、电导率有关,它们从扩散传质和电荷转移角度影响负极极化程度,从而对负极电位和负极反应造成影响;③活化能:溶剂化锂离子在电解液中扩散所需克服的活化能可以忽略不计,但溶剂化锂离子去溶剂化、从电解液到穿过SEI膜及电荷转移过程中需要克服的活化能最高,随着充电的进行,锂离子在负极嵌入增多,锂离子继续嵌入需要克服的活化能增大,加大了锂离子的固相扩散难度;④根据阿伦尼乌斯公式,低温下析锂反应相对于嵌锂反应有更大的反应速率;⑤充电倍率:充电电流决定了单位面积负极材料上的锂离子通量,当锂离子在负极材料内固相扩散缓慢(如低温、高SOC、锂离子在该材料中扩散需克服较大活化能等),而充电电流密度大时,就会发生析锂;若其他条件不变,电流密度增大到一个阈值,负极电位变为负时,析锂发生;