析锂是咱們锂電行業中極其常見的一種異常現象，不同的析锂狀态，往往也對應着不同的異常原因，根據析锂狀态分析異常原因，可以說是我們必備的一項技能。

雖說析锂如此重要，但是能系統的講一講析锂原因的文章卻并不多見。雖然文武在這方面功力還不夠深厚，但還是願意抛磚引玉，将自己這些年遇到的問題，與大家來分享一下。

一、析锂的基本概念

锂離子電池在充電過程中，锂離子會從正極脫嵌并嵌入負極。但是當一些異常狀況發生、并造成從正極脫嵌的锂離子無法嵌入負極的話，那麼锂離子就隻能析出在負極表面，從而形成一層灰色的物質，這就叫做析锂。

從析锂的大方向來分類的話，文武将析锂的原因分成五大類：負極餘量不夠造成的析锂；充電機制造成的析锂；嵌锂路徑異常造成的析锂；主材異常造成的析锂；特殊原因造成的固定位置析锂。下面分别針對上述五大類原因，來對析锂的具體原因進行講解。

二、負極餘量不夠造成的析锂

锂離子在充電時從正極脫嵌之後，一定要有一個歸宿。一般而言，歸宿是嵌入到負極當中，但是當負極過量不夠、負極可嵌入锂離子少于正極脫嵌的锂離子時，锂離子就隻能在負極表面析出了。負極過量不夠，算得上是析锂的最常見原因。而根據負極過量不夠的位置，又可以細分成下面三組析锂情況：

當負極過量不足時，從正極脫嵌後來到負極的锂離子沒有足夠的嵌入空間，因而隻能形成金屬锂單質并析出在負極表面。由于負極過量不夠程度一般是均勻的、正極脫嵌的锂離子也是均勻來到負極的，因此負極過量不夠造成的析锂也都是均勻的一層，析锂嚴重程度的大小與負極過量不夠的程度密切相關，過量不足程度越高則析锂越嚴重。

2.2 陰陽面析锂

當一個電芯出現正極單面塗重或者負極單面塗輕時，就會造成這個電芯的負極兩面一側析锂一側不析锂，這也就是俗稱的陰陽面。陰陽面電芯析锂一側的界面與負極過量不足析锂完全一緻，而另外一側則是金黃色（石墨負極的話）。

2.3 正極頭部塗布未削薄析锂

如果在塗布時未對正極頭部進行削薄，那麼正極頭部位置的敷料就可能會偏厚，這樣對應負極頭部就會出現過量不足的情況，從而造成負極頭部出現一段條狀的析锂。

三、充電機制造成的析锂

由于析锂發生在充電階段，因而充電機制的變化也一定會是析锂的原因之一。下面列出了幾種由于充電機制而造成析锂情況：

3.1 低溫充電析锂

上圖是一個常規設計電芯在0度充電後的照片，可以看到負極表面被一層均勻的灰色锂離子所覆蓋。低溫充電析锂的原因，是負極在低溫時的嵌锂阻抗明顯大于正極脫锂阻抗，雖然锂離子可以在低溫下相對快速的從正極脫嵌，但是卻無法及時嵌入到負極當中，從而引發析锂。（更詳細的原因請參考之前的《低溫技術知多少》系列文章，本文不再贅述）

3.2 大倍率充電析锂

即便是常溫充電，如果一味的增加充電倍率，負極也會由于無法快速完成嵌锂而引發析锂。在常規容量型設計下，電芯能經受的最大充電倍率在1C~1.5C左右，如果産品在使用期間需要進一步增加充電電流，那麼就需要對極片和電解液采用特殊設計了。否則充電倍率越大，析锂就會越嚴重。

3.3 過充電析锂

當電池的充電電壓或充電容量大幅超過設計值時，就會有較多過量的锂離子從正極脫嵌出來，而由于負極在設計時根本就沒有為這些多餘的锂離子預留空間，因此析锂也就不可避免了。在過充電時，锂離子從正極的脫嵌是均勻的、不會随極片位置的變化而不同，因此過充電造成的析锂也是均勻一層。

3.4 充電析锂小結：

經過仔細對比可以發現，充電制度造成的析锂界面，基本都是均勻的一層析锂。原因也很簡單：充電是均勻的發生在極片各個位置之上的，因而析锂的界面也是基本均勻的。

另外要提醒大家的是：不要根據上面圖片就對号入座每一種析锂的“标準界面”，由于型号不同、充電異常程度不同等因素，可能下一次出現的低溫充電析锂界面，會與本文所講的大倍率充電一樣。大家需要記住的是哪些充電機制會造成與上面類似的均勻析锂，并在實際問題中按此排查。

四、嵌锂路徑異常造成的析锂

在電池充電時，锂離子從正極脫嵌後，途經電解液然後嵌入到負極當中。但是如果正負極界面接觸不好，就會造成锂離子在負極表面析出。具體情況如下：

4.1 隔膜打皺析锂

當隔膜由于自身質量原因而出現打皺時，對應位置的锂離子從正極脫嵌後，就沒法均勻的嵌入負極，從而造成對應位置的負極要麼成未充分嵌锂的褐色、要麼産生與隔膜打皺方向一緻的條紋狀析锂。

4.2 電芯變形析锂

當電芯厚度較大時易産生變形，當變形比較嚴重時，就可能造成電芯變形位置對應的極片接觸不良，從而産生上圖中條狀的嵌锂不良區域，偶爾也會伴随着析锂（上圖中最左邊一折的樣子）。

4.3 常規化成且化成前未熱冷壓析锂

如果電芯厚度比較大，那麼即使注液之後不熱冷壓直接進行常規化成，界面也不會有太大問題。但是對于一些厚度小于3mm的薄電芯而言，如果化成時本來就沒有上夾，且化成前又忘記了進行熱冷壓或者夾具baking，那界面就會比較悲慘了。

由于薄電池界面間接觸難以緊密，因此如果化成前和化成時都沒有對其表面施加壓力的話，化成産氣就無法完全排出并影響界面接觸，進而産生點狀嵌锂不足及點狀析锂。

4.4 夾具化成未加壓力析锂

由于夾具化成往往伴随着大電流、高充電SOC，因而化成期間産氣的速度更快，化成後電池的界面也會有明顯的金黃色、對應嵌锂不足的位置看起來會更為明顯。不論是化成前沒有熱冷壓的薄電芯、還是本該夾具化成卻沒有加壓的電芯，隻要在除氣前發現問題，那麼重新進行帶夾具的小電流放電和化成一次，是可以對界面有明顯改善的。

4.5 嵌锂路徑析锂小結：

當嵌锂路徑發生異常時，電芯最明顯的界面異常是出現褐色的嵌锂不充分區域，其次才是對應位置的輕微析锂。由于各家化成工藝、材料不盡相同，因此各位實際遇到的化成時界面接觸不良造成得析锂現象，可能會與上面的圖示有一定差異。

五、主材異常造成的析锂

充電過程中，锂離子的歸宿是透過SEI膜并最終嵌入負極，如果SEI膜或負極出現了問題，造成锂離子無法正常嵌入，那麼結果就隻能是析锂了。

5.1 負極壓死析锂

當負極片壓實超過其極限時，锂離子來到負極後就會由于負極結構被壓壞或沒有充足的嵌入空間而析出在負極表面。負極壓死造成的析锂并不像化成接觸不好那樣的析锂可以修複，且對電芯的容量、循環皆有緻命影響。

5.2 電解液少造成的析锂

當電池注液量比較少、或者注液後老化時間較短時，電解液将無法完全浸潤負極，未充分浸潤的位置，就會形成上圖所示的、幹涸的未嵌锂小黑斑，黑斑的周圍有可能出現輕微的析锂。

5.3 電解液不匹配的析锂

這種原因造成的析锂原理，文武目前也沒有完全搞明白，猜測可能是由于電解液和負極不匹配，造成SEI膜過厚或不均勻，然後阻礙了锂離子的嵌入；或是電解液無法充分浸潤到負極中，從而引發锂離子嵌入困難。

5.4 未化成直接分容造成析锂

如果

電芯沒有進行小電流化成而直接就進行了分容充電，那麼SEI膜就無法有效形成，從而在充電過程中影響锂離子嵌入負極并引發析锂。對應的析锂圖片呈上圖所示的斑點狀。

5.5 水含量超标析锂

微量的水分有助于SEI膜的形成，但是當水含量超标時，就會與電解液中的锂鹽發生副反應并破壞SEI膜成分，從而影響锂離子嵌入負極并形成上圖中的不規則褐色區域，一些時候褐色區域也會發生析锂。

5.6 主材異常析锂小結：

從上面的圖片中我們可以發現，主材異常造成的析锂現象千奇百怪，但每一種又都特點十足。如果自己在不同材料體系上面重複遇到過幾次同樣原因的析锂異常的話，後面則完全可以僅通過析锂狀态就判斷出主材異常造成的析锂原因。

六、一些固定位置析锂

當遇到塗布異常或電芯結構有特殊狀況時，就可能出現存在于固定位置的析锂，舉例如下：

6.1 橫向貫穿析锂

當塗布時出現正極豎狀條紋或負極豎狀條紋時，就可能引發制成電芯後在對應位置的、貫穿整條極片的條紋析锂，析锂的原因為塗布條紋造成的該位置負極過量不夠或負極片壓死，要結合電芯制成及對應位置的極片厚度情況進行分析。

6.2 縱向貫穿析锂

出現以上縱向貫穿析锂時，首先要看其位置是否有規律，如果存在于每一層的固定位置，那可能與電芯寬度方向結構、厚度不均一有關，例如電芯變形、極耳位附近厚度變化等；如果析锂像上圖一樣僅出現在每個電芯的固定位置一次，則可能是塗布時出現了設備不穩定、造成此處負極過量不足析锂。

6.3 某一卷繞、疊片層析锂

如果析锂僅發生在某一層上（如上圖負極第一層），那麼此時首先可以判斷整體設計、制程是沒有問題的，異常僅出現在析锂的那一層上。然後再通過觀察析锂狀态，聯想哪些異常可能僅發生在電芯的一層，并以此為切入點進行分析。

對卷繞結構熟悉的朋友可以聯想起來，上圖中負極片對應的是一小塊獨立的正極小塗布區，經分析發現，該電芯的正極小塗布區超厚，因而造成對應位置負極過量不足并引發析锂。

本文末尾，最後小編要提醒大家的是有兩點：

1）雖然上面在竭盡所能的向大家展示各種析锂狀态，但實際工作遇到的情況，還是要比上面所講的複雜的多。遇到實際問題，首先記住不要生搬硬套上面的内容、因為不同單位的情況實在千差萬别；

2）遇到異常時，千萬不要認為自己可以僅憑一張析锂圖片就判斷出異常原因，除了水含量超标、隔膜打皺、電解液少等幾項非常明顯的異常外，其它各項異常造成的析锂現象經常會是相近或互通的，從設計、制程等多方面分析才能讓你更快的接近真相。

結語

看了上面的内容後，大家是否有足夠多的收獲呢？如果你還知道一些其它的析锂原因，或者覺得本文有什麼纰漏，歡迎關注私信或者在下面留言哦！

（文章内容來源于網絡）

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