鋰在兩個(gè)電極間發(fā)生嵌入反應(yīng)時(shí)具有不同的嵌入能量，而為了得到電池的最佳性能，兩個(gè)宿主電極的容量比應(yīng)該保持一個(gè)平衡值。在鋰離子電池中，容量平衡表示成為正極對(duì)負(fù)極的質(zhì)量比，

即：γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

式中C指電極的理論庫(kù)侖容量，Δx、Δy分別指嵌入負(fù)極及正極的鋰離子的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

從上式可以看出，兩極所要的質(zhì)量比依賴于兩極相應(yīng)的庫(kù)侖容量及其各自可逆鋰離子的數(shù)目。一般說來，較小的質(zhì)量比導(dǎo)致負(fù)極材料的不完全利用；較大的質(zhì)量比則可能由于負(fù)極被過充電而存在安全隱患。總之在最優(yōu)化的質(zhì)量比處，電池性能最佳。

以上只是理想的鋰離子電池系統(tǒng)，在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不會(huì)發(fā)生改變，實(shí)際情況卻復(fù)雜得多。任何能夠出現(xiàn)或消耗鋰離子或電子的副反應(yīng)都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變，一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過多次循環(huán)進(jìn)行累積，對(duì)電池性能出現(xiàn)嚴(yán)重影響。

在鋰離子電池中，除了鋰離子脫嵌時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)外，還存在著大量的副反應(yīng)，如電解液分解、活性物質(zhì)溶解、金屬鋰沉積等。

容量衰減的可能原因有什么？

1.電池的自放電

自放電是指電池在未使用狀態(tài)下，電容量自然損失的現(xiàn)象。鋰離子電池自放電導(dǎo)致容量損失分兩種情況：一是可逆容量損失；二是不可逆容量的損失。可逆容量損失是指損失的容量能在充電時(shí)恢復(fù)，而不可逆容量損失則相反，正負(fù)極在充電狀態(tài)下可能與電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)（微電池反應(yīng)），發(fā)生鋰離子嵌入與脫嵌，正負(fù)極嵌入和脫嵌的鋰離子只與電解液的鋰離子有關(guān)，正負(fù)極容量因此不平衡，充電時(shí)這部分容量損失不能恢復(fù)。

如正極和溶劑的反應(yīng)：LiyMn2O4+xLi++xe→Liy+xMn2O4

溶劑分子(如PC)在導(dǎo)電性物質(zhì)碳黑或集流體表面上作為微電池負(fù)極氧化：xPC→xPC-自由基+xe；

負(fù)極和溶質(zhì)LiPF6的還原反應(yīng)

PF5+xe→PF5-x

充電狀態(tài)下的碳化鋰作為微電池的負(fù)極脫去鋰離子而被氧化:

LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe

2.電極不穩(wěn)定性

包括電極在充放電/循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)變化，正極由于結(jié)構(gòu)缺陷造成的溶解

3.集流體的腐蝕

銅和鋁分別是負(fù)極和正極集流體最常用的材料。

集流體腐蝕與電解液有關(guān)，在LiPF6-EC/DMC電解液中，電壓為4.2V(vs.Li/Li+)即可腐蝕鋁箔，鋁箔無論是在空氣中還是在電解液中都比較容易在表面形成氧化物膜，同時(shí)，集流體表面全面腐蝕和局部腐蝕（如點(diǎn)蝕）以及粘附性差等原因都會(huì)使得電極反應(yīng)阻力增大，電池內(nèi)阻新增，導(dǎo)致容量損失和放電效率降低。銅集流體在使用過程中腐蝕生成一層絕緣腐蝕產(chǎn)物膜。致使電池內(nèi)阻增大，循環(huán)過程中放電效率下降，造成容量損失。

另外還有使用過程中的過充、過放，電解液的分解都會(huì)引起鋰離子電池容量的損失。1、電池保護(hù)電路不良或無保護(hù)電路：這種情況往往發(fā)生在可拆卸電池的手機(jī)中，很多用戶喜歡購(gòu)買相對(duì)廉價(jià)的非原廠電池，而這些電池為了最大程度的壓榨利潤(rùn)，通常會(huì)偷工減料，電池本身的保護(hù)電路容易出現(xiàn)問題，出現(xiàn)電芯膨脹的情況。關(guān)于鋰離子電池而言，電芯膨脹到一定程度就會(huì)發(fā)生爆炸。

2、充電器性能不良：因?yàn)槌潆娖鲗?dǎo)致電池出現(xiàn)問題的情況應(yīng)該是最普遍的，很多情況下，用戶可能都不會(huì)很在意手機(jī)充電器的選擇，經(jīng)常隨手拿一款充電器進(jìn)行充電。這些充電器可能是街邊所售的廉價(jià)充電器，沒有完善的保護(hù)電路系統(tǒng)，也可能是家用平板產(chǎn)品的充電器，其充電電流很可能會(huì)比較大，偶爾充電問題不大，但假如長(zhǎng)時(shí)間使用，就很可能出現(xiàn)電池膨脹的情況。

尤其是一些用戶喜歡邊充邊玩，使手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于一個(gè)較高的溫度環(huán)境下，高溫下持續(xù)浮充會(huì)導(dǎo)致電解液發(fā)生副反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間這么做，會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命，膨脹的問題也就很容易出現(xiàn)了。

3、手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不使用：假如手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不使用，電池也會(huì)出現(xiàn)膨脹的問題，這是因?yàn)殚L(zhǎng)期儲(chǔ)存電池，電壓會(huì)降到2V以下，內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋰離子電池氣鼓，這也是很多朋友在拆解舊手機(jī)時(shí)普遍會(huì)發(fā)現(xiàn)手機(jī)電池鼓包的原因。所以假如要長(zhǎng)期存放電池，最靠譜的辦法是定期將其充電到半充狀態(tài)。

如何防范問題出現(xiàn)

通常，我們使用的鋰離子電池有鋰離子聚合物和鋰離子電池兩種，前者沒有電解液，出問題是先膨脹，脹破外殼才會(huì)起火，不會(huì)突然爆炸，有一定預(yù)警性，相對(duì)安全一點(diǎn)。我們?cè)诳梢赃x擇的情況下，盡量購(gòu)買這種電池。

關(guān)于用戶來說，日常充電最好使用手機(jī)直接充電（即使電池可拆卸），并且采用原裝充電器進(jìn)行充電。盡量防止用第三方充電器，或者萬能充（對(duì)可拆卸電池來說）。不要圖便宜購(gòu)買第三方兼容電池（電池可拆卸），手機(jī)充電時(shí)盡量不要玩大型游戲或運(yùn)行易使手機(jī)發(fā)熱的程序。