綜述：過多的水分會與電解液中的鋰鹽（LiPF6）發(fā)生不可逆的副反應(yīng)，從而降低電芯容量并引發(fā)產(chǎn)氣。而水含量的來源又主要有兩處：電解液水含量超標，注液前極片水含量超標。

電解液水含量超標析鋰

原理：電解液過期或存儲條件不當引發(fā)水含量超標后，過量的水分會與LiPF6發(fā)生不可逆反應(yīng)并生成LiF，從而消耗電解液中的鋰離子、降低電芯容量。由于電芯中間部位反應(yīng)活性高、四周低，因此電解液水含量超標的極片四周由于鋰鹽的分解而無法完全嵌鋰，外觀就是如圖片所示的“水痕”。

特點：極片四周不規(guī)則發(fā)黑、電芯低容。

改善：保證電解液的密封存儲條件，保證電解液不過期，控制手套箱露點。

注液前極片水含量超標析鋰

原理：其反應(yīng)原理與電解液水含量超標一致，但是界面卻比電解液水含量超標更為復雜：不僅極片周圍存在嵌鋰不充分區(qū)域，極片中心也會有不規(guī)則的未嵌鋰區(qū)域乃至析鋰。這說明極片中超標的水含量并不是與鋰鹽在 “均一” 的反應(yīng)，反應(yīng)程度更大、消耗鋰鹽更多的位置，更容易出現(xiàn)極片中間的未嵌鋰區(qū)域。

特點：界面由極片周圍的未嵌鋰區(qū)域及極片中心的不規(guī)則未嵌鋰區(qū)域共同構(gòu)成。

改善：注液前測試極片水含量，保證手套箱露點。

綜述：化成是鋰離子電池的首次充電過程，而析鋰是由鋰離子無法嵌入負極導致、只能發(fā)生在充電過程。因此化成工序異常極易引發(fā)析鋰。

大電流化成析鋰

原理：常溫化成時，穩(wěn)定且低阻抗的SEI膜只有在小電流時才會形成，如果電流過大，則負極表面就會形成高阻抗且不均一的副產(chǎn)物，其會影響鋰離子嵌入并造成析鋰。

特點：上圖試驗中對電芯的底部及側(cè)封邊上了夾板，上夾板位置接觸更緊密，因此析鋰不嚴重，但是未上夾板的位置析鋰嚴重、還存在產(chǎn)氣無法排出造成的未嵌鋰區(qū)域。

改善：在沒有夾具化成的條件時，使用小電流化成，異常若出現(xiàn)則難以補救。

未化成直接分容析鋰

原理：其原理與大倍率化成基本一致，且都會發(fā)生析鋰及由化成產(chǎn)氣造成的未嵌鋰。

特點：負極表面產(chǎn)生不規(guī)則析鋰，并可能伴有產(chǎn)氣造成的未嵌鋰區(qū)域。

改善：此類異常發(fā)生后難以補救，只能通過防呆措施避免其發(fā)生。

綜述：化成時的電芯非常脆弱，此時保護負極的SEI膜尚未形成、界面間由于不斷產(chǎn)氣而無法保證良好接觸。因此，如果化成之前極片之間氣體沒有完全排出，或化成期間產(chǎn)氣過大沒有排出，都會造成極片間接觸不良，這也是化成析鋰的一個重要原因。

夾具化成未上夾板析鋰

原理：夾具化成溫度高因此可以促進SEI膜的形成，夾板給電芯壓力從而保證化成產(chǎn)氣可以被及時排出。但如果夾具化成忘上夾板或夾板未加上壓力，則會造成化成產(chǎn)氣滯留于極片間無法排出，對應(yīng)位置產(chǎn)生褐色嵌鋰不充分區(qū)域乃至析鋰。

特點：界面由嵌鋰不充的褐色區(qū)域及SEI膜未形成好造成的析鋰區(qū)域共同構(gòu)成。

改善：如果析鋰區(qū)域不是太大，則可以通過重新小電流充放電對褐色區(qū)域進行二次化成，界面可以有明顯改善。若析鋰區(qū)域已比較嚴重，則難以挽回。

薄電池化成前未熱冷壓析鋰

原理：對于無條件進行夾具熱壓化成的電芯而言，化成前要繼續(xù)熱冷壓或夾具baking。薄電芯自身重力小，極片容易貼合不緊，若化成前未進行以上工序，則很容易產(chǎn)生接觸不良引發(fā)的析鋰。

特點：若在除氣前發(fā)現(xiàn)此問題，可以補注液并重新化成，改善效果如圖三圖四所示。

改善：增加化成后、除氣前拆電芯的檢測手段，發(fā)現(xiàn)異常及時重新補化成。

化成前極片間氣體未排盡析鋰

原理：電芯注液后，我們希望極片間全部被電解液填充而不再有注液前的氣體。但如果注液后抽真空效果不佳或化成前靜置方式不合適，極片間就會存在微量氣體，從而引發(fā)析鋰。

特點：析鋰多發(fā)生在電芯邊緣極片的邊緣位置，因為這里往往是注液后電芯內(nèi)部的氣體較難排出的位置。

改善：增加注液后抽真空靜置的時間和次數(shù)，注液后電芯豎放老化以利于內(nèi)部氣體排出。

化成后小氣泡狀黑斑

原理：電芯面積比較大又比較薄時，化成產(chǎn)氣可能難以排出，極片間起泡位置對應(yīng)的負極片無法嵌鋰，并產(chǎn)生黑斑。

特點：隔膜起泡位置與極片未嵌鋰區(qū)域有對應(yīng)關(guān)系。

改善：夾具化成或增加化成前界面的接觸效果，如若發(fā)生，重新化成可稍微挽救。

化成后小氣泡狀析鋰

原理：其原理與起泡產(chǎn)生的未嵌鋰黑斑一樣，都是化成產(chǎn)氣無法及時排出造成的。之所以本例會析鋰而非無法嵌鋰的黑斑，原因是本例中電芯除氣后極片間氣泡已被排出，分容時大電流對未化成區(qū)域充電從而造成析鋰。

特點：不規(guī)則的點狀析鋰。

改善：由于已對未化成區(qū)域進行了大倍率充電，因此導致的析鋰難以消除，只能從源頭改善，如提高極片間界面的接觸效果等。

與化成上夾板位置相關(guān)的析鋰

原理：該析鋰存在于幾張照片中右側(cè)極片的右側(cè)中間位置，電芯化成時上夾板，由于右側(cè)為氣袋，因此只有底部和左側(cè)可以上夾板，未上夾板的除氣邊由于正負極間接觸較差而產(chǎn)生了輕微析鋰。

特點：與夾板的位置有關(guān)，由于除氣邊難以上夾，因此風險較高。

改善：除氣時對電芯整體加壓。

綜述：分容本身不太容易成為析鋰產(chǎn)生的原因，但是一些前工序的異常會體現(xiàn)于分容當中。

電芯變形未嵌鋰

原理：厚度較大或內(nèi)部卷繞過緊的電芯，分容后容易變形并會造成極片接觸不良，接觸不良區(qū)域會被電芯內(nèi)部氣體填充、從而失去鋰離子遷移通道。最終形成條狀為主的未嵌鋰區(qū)域，并可能伴有析鋰。

特點：極片未嵌鋰紋路與電芯外觀變形位置一致，從圖二（電芯外圈）與圖三（電芯內(nèi)圈）的對比可見，變形是由內(nèi)向外進行的。

改善：通過減少電芯內(nèi)部應(yīng)力、增加化成壓力、提高電芯硬度等方式，避免電芯變形。

電芯變形析鋰

原理：該異常原因與上例中變形未嵌鋰一樣：都是由厚度或者內(nèi)部應(yīng)力大的卷繞電芯變形引起。之所以本例中存在析鋰，則是因為極片間氣體已被基本排盡，鋰離子可以在正負極間穿梭，但又由于化成不良、正負極間距大等原因而析鋰。

特點：分容后變形未嵌鋰與分容后變形析鋰的關(guān)系，就如上面所講的化成后有氣泡未嵌鋰及化成后有氣泡析鋰一樣：根本原因一樣，外在表現(xiàn)的差異原因是氣體是否被排盡。

改善：通過減少電芯內(nèi)部應(yīng)力、增加化成壓力、提高電芯硬度等方式，避免電芯變形。

化成不充分導致分容產(chǎn)氣析鋰

原理：如果化成SOC較低、沒有在負極表面形成致密的SEI膜，則分容后負極會繼續(xù)化成并產(chǎn)氣，產(chǎn)氣阻隔于正負極之間并造成不規(guī)則的黑色未嵌鋰區(qū)域，同時電芯由于極片間有氣體造成貼合不緊，容易發(fā)軟。

特點：界面會出現(xiàn)不規(guī)則的未嵌鋰區(qū)域，電芯發(fā)軟。

改善：評估好不同材料體系的化成SOC，若發(fā)現(xiàn)此異?？梢灾匦律蠆A板進行補化成，補化成后界面如圖三，但由于電芯內(nèi)部有化成產(chǎn)氣，理論上補化成電芯的性能會降低。

綜述：當鋰離子電池進行了自身難以承受的充放電制度或濫用測試后，就很有可能產(chǎn)生析鋰。各類異常充電方式都是容易造成析鋰的高危情況，高溫條件會讓電芯產(chǎn)氣，也可能引發(fā)析鋰。

大倍率充電整體析鋰

原理：電芯大倍率充電時，大量的鋰離子從正極脫嵌并來到負極，但由于鋰離子嵌入負極的阻抗遠大于從正極脫嵌的阻抗，因此蜂擁而來的鋰離子無法100%的保證全部嵌入負極，來不及嵌入的，就會在負極表面得電子并形成金屬鋰。

特點：充電倍率越大，析鋰程度會越嚴重，上面三張圖片，分別為1.5C、2.0C及3.0C充電的圖片。

改善：負極與電解液的選擇是改善倍率充電析鋰的關(guān)鍵。對負極而言，表面包覆層間距更大的材料可以減小鋰離子嵌入的阻抗，縮小粒徑可以減少鋰離子從表面嵌入到內(nèi)部距離，電芯設(shè)計角度的低面密度、低壓實也必不可少。對電解液而言，更高的電導率、減少會引發(fā)負極高阻抗SEI膜的添加劑的用量、加入低阻抗添加劑等方案是必備手段。

大倍率充電局部析鋰

原理：對于大電芯而言，其在充放電過程中極片各位置的反應(yīng)活性差異很大：反應(yīng)活躍度更大的位置，集中于電芯中間靠近極耳的地方。因此在對其進行大倍率充電時，該位置更易析鋰。

特點：發(fā)生于大電芯的反應(yīng)活性活躍位置。

改善：與上一點大倍率充電整體析鋰的改善一致。但針對高反應(yīng)活性的局部位置，想方法針對性的降低此處的電子導通率或提高此處的離子導通率，理論上也可以達到效果，不過實際操作困難。

大倍率放電負極結(jié)構(gòu)破壞

原理：電芯大倍率放電時，鋰離子快速從負極脫嵌并造成負極結(jié)構(gòu)的急劇變化，最終破壞負極結(jié)構(gòu)，造成后續(xù)充電無法嵌鋰或析鋰。

特點：負極結(jié)構(gòu)被不規(guī)則的破壞。

改善：確認好正負極所能承受的最大電流，避免短路。

過充電析鋰

原理：對于鈷酸鋰、三元而言，為了保證材料的穩(wěn)定性，其設(shè)計容量皆遠低于理論容量，也就是說即便在滿充狀態(tài)下，鈷酸鋰、三元依舊有很多的鋰離子沒有脫嵌出來，而對其進行過充后，這些 “編制外” 的鋰離子到了負極并沒有足夠的嵌入空間，因而必然析鋰。與之對應(yīng)的，磷酸鐵鋰的實際容量與理論容量接近，即便過充，也無法釋放出過多的鋰離子，因而很難造成析鋰。

特點：均勻一層，（嚴重過充）拆開即著。

改善：增加負極過量。

低溫充電析鋰

原理：在低溫條件下，電解液的離子導通率會降低，鋰離子從正極脫嵌及嵌入負極的阻抗會大幅增加，且嵌入負極阻抗的增加幅度更大，從而引發(fā)析鋰。

特點：溫度越低、低溫充電倍率越大，析鋰越嚴重。

改善：改善措施與大倍率充電析鋰基本一致，使用低熔點溶劑、加入低溫電導率下降幅度更小的鋰鹽也是改善方案的一種。

高溫存儲產(chǎn)氣后引發(fā)析鋰

原理：電芯高溫存儲后容易產(chǎn)氣，產(chǎn)生的氣體會存在于極片之間，此時再對電芯進行充放電，產(chǎn)氣的位置由于鋰離子傳輸路徑被阻隔，負極會產(chǎn)生未嵌鋰的黑色區(qū)域，黑色區(qū)域周圍可能產(chǎn)生析鋰。

特點：高溫產(chǎn)氣并造成正負極間接觸不好，對應(yīng)位置無法再脫嵌鋰離子，是高溫存儲后容量損失的一個主要原因。

改善：使用粒徑更大、比表更小的正負極材料以降低高溫副反應(yīng)發(fā)生的程度，使用正負極成膜添加劑以提高高溫存儲的穩(wěn)定性。

高溫充放電析鋰

原理：高溫充放電不僅會引發(fā)電芯產(chǎn)氣，更會嚴重破壞SEI膜結(jié)構(gòu)及正負極主材結(jié)構(gòu)，做出來的界面實在慘不忍睹。

特點：不規(guī)則的極片結(jié)構(gòu)破壞。

改善：與高溫存儲析鋰改善方案基本一致，但同時需保證正負極在高溫時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（而非高溫存儲的表面穩(wěn)定性）。

綜述：任何電芯在歷經(jīng)了長循環(huán)之后，界面都必定產(chǎn)生異常。對于循環(huán)后的電芯而言，從材料角度講，電解液的過早消耗、正極壽命的過早衰減、負極壽命的過早衰減，會引發(fā)不同的析鋰現(xiàn)象。循環(huán)過程中如果鋰離子嵌入負極的路徑被阻斷，更會造成負極嚴重析鋰及電芯外觀的整體膨脹。

循環(huán)后變形未嵌鋰

原理：分容后電芯可能變形并伴有未嵌鋰區(qū)域及析鋰，循環(huán)后的電芯變形則更是常見。變形區(qū)域正負極無法充分接觸，對應(yīng)位置顯現(xiàn)出褐色未嵌鋰區(qū)域。

特點：極片變形未嵌鋰區(qū)域與電芯變形位置存在對應(yīng)關(guān)系。上圖2中僅在負極奇數(shù)層存在變形，說明變形僅發(fā)生在電芯的單面；上圖3是變形與電解液損耗的綜合結(jié)果，幾條最大的褐色條紋為變形造成的未嵌鋰區(qū)域，其它位置為電解液隨循環(huán)消耗而造成的未嵌鋰區(qū)域。

改善：通過減少電芯內(nèi)部應(yīng)力、增加化成壓力、提高電芯硬度等方式，避免電芯循環(huán)后變形。

循環(huán)后極片局部發(fā)黑

分析：該圖片為群友提供素材，保液量低的電芯（圖一）循環(huán)后，極片及對應(yīng)隔膜位置發(fā)黑，保液量高的電芯（圖二），發(fā)黑面積明顯減少。仔細觀察圖一可見，電芯厚度最大的極耳位置沒有發(fā)黑，極耳位置周圍及負極頭兩層發(fā)黑，因此發(fā)黑位置有一個共同點：界面接觸較松。圖二發(fā)黑位置集中在負極頭兩折，此處是單面區(qū)，也存在界面接觸較松的可能。

結(jié)合電解液少的電芯容易發(fā)黑、界面接觸松的位置才會發(fā)黑這兩點線索，推測發(fā)黑原因是界面接觸不良位置無法保有足夠的電解液、從而造成負極無法嵌鋰。當然這只是文武的簡單推測，如果有了解真實原因的朋友，歡迎留言交流。

循環(huán)后電解液缺失析鋰

原理：隨著循環(huán)的進行，電解液與正負極表面會不斷的發(fā)生副反應(yīng)，電解液量因而會隨著循環(huán)逐漸減少，并造成越來越多的無法嵌鋰部位。

特點：循環(huán)初期界面與注液量偏小類似，長期循環(huán)后極片斑點、對應(yīng)軟包電芯外觀也會呈疙疙瘩瘩狀。

改善：保證電芯保液量足夠；選擇循環(huán)性能更好的負極及與之匹配更好的電解液，讓負極表面形成更為穩(wěn)定的SEI膜，從而減緩電解液與負極的副反應(yīng)，延長電芯壽命。

循環(huán)后正極優(yōu)先衰減

原理：如果循環(huán)后容量衰減明顯的電芯電解液足夠，那么容量衰減的原因可能由負極或正極容量衰減造成。對后者而言，負極還有足夠的嵌鋰空間，但是正極已無法提供足夠的鋰離子，從而造成負極出現(xiàn)大面積的嵌鋰不充分區(qū)域。

特點：電解液尚充足，但負極出現(xiàn)了大面積的嵌鋰不充分區(qū)域。

改善：提升正極材料循環(huán)壽命。

循環(huán)后負極優(yōu)先衰減析鋰

原理：如果循環(huán)后負極容量先于正極衰減，則此時正極提供的鋰離子多、負極接收鋰離子的空間少，從而引發(fā)析鋰。

特點：本例中照片由負極衰減過快的析鋰和正極衰減過快的未嵌鋰共同構(gòu)成，欲分析出哪個是主要因素，則需要將極片上粉料刮下并測試半電池容量。

改善：提升負極材料循環(huán)壽命。

循環(huán)后整體嵌鋰路徑被阻隔的析鋰

原理：如果電芯在循環(huán)前就已經(jīng)由于保液量不夠、負極壓死、負極過量不足等原因析鋰，那么析出的金屬鋰會附著在負極上面，并且阻礙后續(xù)循環(huán)過程中的鋰離子嵌入。于是電芯陷入了析鋰嚴重 —— 阻礙嵌鋰 —— 析鋰更嚴重 —— 進一步阻礙嵌鋰的死循環(huán)，最終的結(jié)果就是電芯在循環(huán)后整體明顯鼓起，極片嚴重析鋰。

特點：上面的三張圖片已經(jīng)清晰的表明了文武的立場：拆解循環(huán)后整體鼓起的滿充電芯，需要技術(shù)人員付出最大的勇氣。

改善：避免電芯在循環(huán)前就出現(xiàn)電解液少、壓死、負極過量不足等種種異常。

循環(huán)后局部嵌鋰路徑被阻隔的析鋰

原理：如果電芯頭尾部削薄不足，就可能產(chǎn)生正極頭部過厚、對應(yīng)位置負極過量不足，或負極頭部過厚并壓死，這都會引發(fā)極片頭部位置析鋰。此類電芯循環(huán)后，析鋰位置會逐漸嚴重并最終造成上圖所示的電芯頭部鼓起。

特點：此類析鋰的深層原理與上一點 “循環(huán)后整體嵌鋰路徑被阻隔的析鋰” 一致，但由于析鋰位置僅限頭部，因此對電芯整體壽命影響有限。卷繞電芯僅有一個頭尾（疊片電芯頭尾數(shù)量=疊片層數(shù)），因此受到此異常的影響很小。

改善：頭部削薄。