锂离子电池作为当前主流的电化学储能装置，广泛应用于消费电子、电动汽车等领域。然而，析锂现象会严重影响电池性能与安全性。本文将系统解析析锂的机理、危害及预防措施，为读者提供全面的锂电知识科普。
在锂离子电池中，电极电位是决定化学反应方向的核心参数。以 Li/Li⁺电极为基准（0V），当负极电位高于 0V 时，锂离子嵌入石墨层间（Li⁺ + e⁻ + C₆ → LiC₆）；若电位降至 0V 以下，Li⁺会直接还原为金属锂，引发析锂。这一过程可通过能斯特方程解释：当锂离子浓度或沉积位点变化时，实际电位偏离平衡电位，触发锂沉积。热力学分析表明，析锂本质是系统为恢复平衡而发生的自发反应，这一原理在钠离子电池等体系中同样适用。
析锂的微观过程分为成核与生长阶段：初期锂在石墨表面缺陷处成核，随后发展为苔藓状或树枝状枝晶。其形貌受电流密度、温度、电解液成分影响 —— 高电流密度易形成针状枝晶，低温下枝晶更纤细。动力学层面，析锂是电荷转移与固相扩散双重限制的结果：充电时石墨嵌锂位点饱和，锂离子在负极表面堆积，电位下降至析锂阈值。此外，SEI 膜质量、温度（低温会降低离子迁移速率）及界面特性均会影响析锂风险。
析锂由多重因素协同引发：
负极余量不足：N/P 比 <1 时，负极无法容纳所有锂离子，导致均匀析锂或 “阴阳面析锂”；
充电策略不当：低温、大倍率或过充电会加剧锂离子堆积，如 - 20℃快充析锂风险比 25℃高 5 倍；
嵌锂路径受阻：隔膜打皱、电芯变形等会导致局部电流集中，形成析锂斑点；
材料异常：负极压实过高、电解液浸润不良或 SEI 膜破损，均会诱发析锂。
析锂形貌包括边缘析锂、局部斑点析锂及均匀析锂，其位置特征可为失效分析提供线索（如正极头部未削薄会导致条状析锂）。
析锂会从多维度损害电池：
容量衰减：金属锂与电解液反应消耗活性物质，50 次循环后容量保持率可降至 75%；
安全风险：锂枝晶刺穿隔膜引发短路，可能导致热失控；
内阻激增：SEI 膜反复破裂再生，电荷转移阻抗显著上升，电池发热加剧；
结构破坏：锂沉积产生的应力导致石墨颗粒破裂，加速性能衰退。
低温析锂更多导致容量损失，高温析锂则易引发热失控，且析锂初期难以通过常规监测识别，潜伏安全隐患。
宁德时代通过自修复 SEI 膜技术降低低温析锂风险，特斯拉 4680 电池采用干法电极减少极化。未来，锂金属负极保护、AI 驱动充电及析锂自修复技术将成为研发重点，需从材料、设计、制造到管理全链条协同，才能实现电池安全与性能的平衡。
析锂问题的解决需要跨领域创新，唯有系统性优化，才能推动锂离子电池在高能量密度、快充场景下的安全应用，为新能源产业发展筑牢基础。
首页 
