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锂离子电池过放电会导致析锂吗？

2025-08-14 10:21

大家好！我是不言，这是我的第184篇原创文章。今天来聊一聊锂离子电池过放电是否会导致析锂？

锂离子电池过放电本身不会直接导致析锂，但会引发一系列副反应，间接增加后续充电时析锂的风险。

过放电的直接后果

铜箔溶解与铜枝晶形成：

当过放电至负极电位异常升高（通常低于1.5V vs. Li/Li）时，负极铜集流体会发生氧化溶解，生成Cu²。

Cu²迁移至正极后被还原为金属铜，沉积形成铜枝晶。铜枝晶可能刺穿隔膜，引发内短路。

电池过放内短路原理

过放后在正极片短路点位置测出Cu沉积

SEI膜分解与产气：

过放电导致负极过度脱锂，SEI膜分解并释放热量和气体（如CO、H），加剧电池膨胀。

过放电与析锂的间接关联

后续充电时的析锂风险：

过放电后，电池内部结构受损（如SEI膜破坏、铜枝晶生成），内阻增大。若此时进行充电，会发生下面的情况：

动力学条件恶化：受损的负极界面和电解液消耗导致锂离子嵌入困难，负极电位易降至0V以下，触发析锂。局部电流密度升高：铜枝晶或隔膜堵塞区域可能引发局部极化，促进析锂。

实验证据：

过放电后的电池在充电时，负极表面可能出现灰白色析锂区域，伴随黑斑（未嵌锂区域），表明析锂与过放电导致的界面损伤相关。

SEI膜破裂，铜杂质加剧界面极化，诱发析锂

析锂的触发条件

析锂本质是充电过程的现象，需满足两个条件：

热力学条件：负极电位≤0V（vs. Li/Li）。动力学条件：锂离子嵌入速率低于沉积速率（如低温、高倍率充电）。

过放电虽不直接满足析锂的热力学条件，但通过破坏电池结构，为后续充电时满足析锂条件埋下隐患。

总结

过放电主要通过铜枝晶内短路、SEI膜分解和界面损伤间接导致后续充电时析锂风险显著增加。因此，在实际应用中需严格避免过放电（如设置放电截止电压），并在过放电后谨慎执行充电策略（如小电流修复），以降低安全风险。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料：

1.高容量商用方形锂离子电池外部短路行为，刘英博

2.储能用LiFePO4锂离子电池过放电失效分析，顾昊

3.锂离子电池失效分析概述，王其钰

原文标题 : 锂离子电池过放电会导致析锂吗？

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