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(lài)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(shuō)來(lái)，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(guò)充電而存在安全隱患?？傊谧顑?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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)程中放電效率下降，造成容量損失。

　　另外還有使用過(guò)程中的過(guò)充、過(guò)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(wú)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(hù)喜歡購(gòu)買(mǎi)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(wèn)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(wèn)題的情況應(yīng)該是最普遍的，很多情況下，用戶(hù)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(méi)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(wèn)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(hù)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(méi)有電解液，出問(wèn)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(mǎi)這種電池。

　　關(guān)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，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(wàn)能充(對(duì)可拆卸電池來(lái)說(shuō))。不要圖便宜購(gòu)買(mǎi)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。