电池析锂，咋回事儿？
在现代电子设备中，锂电池已成为重要的能源之一。然而，在锂电池使用过程中，充电过程中锂离子电池中的锂金属可能会析出，这对电池的性能和安全产生威胁。今天，咱来说说这个事儿。
析锂的基本概念
锂离子电池在充电过程中，锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极。但是当一些异常状况发生、并造成从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话，那么锂离子就只能析出在负极表面，从而形成一层灰色的物质，这就叫做析锂。从析锂的大方向来分类的话，文武将析锂的原因分成五大类：负极余量不够造成的析锂；充电机制造成的析锂；嵌锂路径异常造成的析锂；主材异常造成的析锂；特殊原因造成的固定位置析锂。下面分别针对上述五大类原因，来对析锂的具体原因进行讲解。
负极余量不够造成的析锂
锂离子在充电时从正极脱嵌之后，一定要有一个归宿。一般而言，归宿是嵌入到负极当中，但是当负极过量不够、负极可嵌入锂离子少于正极脱嵌的锂离子时，锂离子就只能在负极表面析出了。负极过量不够，算得上是析锂的最常见原因。而根据负极过量不够的位置，又可以细分成下面三组析锂情况：
1. 常规负极过量不够的析锂
当负极过量不足时，从正极脱嵌后来到负极的锂离子没有足够的嵌入空间，因而只能形成金属锂单质并析出在负极表面。由于负极过量不够程度一般是均匀的、正极脱嵌的锂离子也是均匀来到负极的，因此负极过量不够造成的析锂也都是均匀的一层，析锂严重程度的大小与负极过量不够的程度密切相关，过量不足程度越高则析锂越严重。
2. 阴阳面析锂
当一个电芯出现正极单面涂重或者负极单面涂轻时，就会造成这个电芯的负极两面一侧析锂一侧不析锂，这也就是俗称的阴阳面。阴阳面电芯析锂一侧的界面与负极过量不足析锂完全一致，而另外一侧则是金黄色（石墨负极的话）。
3. 正极头部涂布未削薄析锂
如果在涂布时未对正极头部进行削薄，那么正极头部位置的敷料就可能会偏厚，这样对应负极头部就会出现过量不足的情况，从而造成负极头部出现一段条状的析锂。
充电机制造成的析锂
由于析锂发生在充电阶段，因而充电机制的变化也一定会是析锂的原因之一。下面列出了几种由于充电机制而造成析锂情况：
1. 低温充电析锂
低温充电析锂的原因，是负极在低温时的嵌锂阻抗明显大于正极脱锂阻抗，虽然锂离子可以在低温下相对快速的从正极脱嵌，但是却无法及时嵌入到负极当中，从而引发析锂。（更详细的原因请参考之前的《低温技术知多少》系列文章，本文不再赘述）
2. 大倍率充电析锂
即便在常温充电，假如一味的新增充电倍率，那么负极的嵌锂阻抗也会明显大于正极脱锂阻抗，锂离子无法及时嵌入负极，从而引发析锂。
3. 恒流充电阶段末期析锂
在恒流充电阶段末期，假如电流忽然减小，那么负极的嵌锂阻抗会忽然减小，锂离子来不及嵌入负极，从而引发析锂。
4. 过充析锂
过充析锂是指在充电过程中，电池的电压超过了规定的最大值，从而导致锂离子在负极表面过度沉积，形成锂枝晶，引发析锂。
5. 负极表面SEI 膜过厚析锂
假如负极表面的 SEI 膜过厚，那么锂离子在嵌入负极时的阻力就会增大，从而导致锂离子在负极表面过度沉积，形成锂枝晶，引发析锂。
嵌锂路径异常造成的析锂
嵌锂路径异常造成的析锂，是指锂离子在嵌入负极时，由于路径异常，导致锂离子无法均匀地嵌入负极，从而在负极表面形成锂枝晶，引发析锂。这种情况通常发生在电池循环寿命后期，由于负极表面的 SEI 膜逐渐增厚，锂离子嵌入负极的阻力逐渐增大，从而导致锂离子在负极表面的分布不均匀，形成锂枝晶。
主材异常造成的析锂
主材异常造成的析锂，是指正极材料或负极材料中存在杂质或缺陷，导致锂离子在嵌入或脱出时受到阻碍，从而在负极表面形成锂枝晶，引发析锂。这种情况通常发生在电池制造过程中，由于原材料的质量问题或制造工艺不当，导致正极材料或负极材料中存在杂质或缺陷，从而影响电池的性能和安全性。
特殊原因造成的固定位置析锂
特殊原因造成的固定位置析锂，是指由于电池内部的结构或设计不合理，导致锂离子在特定位置上无法嵌入或脱出，从而在该位置形成锂枝晶，引发析锂。这种情况通常发生在电池制造过程中，由于电池内部的结构或设计不合理，导致锂离子在特定位置上的嵌入或脱出受到阻碍，从而在该位置形成锂枝晶。
应对策略
为应对锂电池析锂的问题，可以采取以下策略。首先，优化充电条件，控制充电电压和电流，避免过充和过放，有效减少锂电池析锂风险。其次，改善电解液性能，调整成分和浓度，提高电化学稳定性和锂离子传输性能，降低析锂风险。此外，选择合适的正极材料对锂电池的充放电性能和安全性也很重要，选用高能量密度、电化学稳定性好、锂离子扩散阻抗低的正极材料，可以降低析锂风险。负极表面包覆一层电化学稳定性和锂离子传输性能良好的材料，可以阻止锂枝晶的生长，提高电池的安全性。最后，通过电池管理系统实时监控和智能控制充放电过程，确保电池在安全条件下工作，避免过度充放，降低析锂风险。
