电动汽车锂电池衰退的原因到底是什么？

电动汽车开了几年以后续航下降，表面看是“电池容量变小了”，但电芯内部发生的变化要复杂得多。锂电池衰退主要可以归结为三件事：能够正常往返的锂离子越来越少，正负极活性材料逐渐损伤，同时电池内阻不断增加。这三个变化会同时发生，只是不同电池、不同使用方式下，谁占主导并不一样。

第一类衰退：可循环锂越来越少

锂离子电池第一次充电时，石墨负极表面会形成SEI膜。这层膜很重要，它可以隔开电解液与负极，避免持续发生剧烈副反应。

问题在于，SEI并不会形成一次以后就完全不再变化。随着电池使用和存放，它还会缓慢生长、破裂和重新修复，每次都会消耗一部分锂。久而久之，真正能够在正负极之间往返的锂减少，电池可用容量也就跟着下降。

这也是为什么电动车即使开得不多，放很多年以后电池仍会老化——电池老化既有循环老化，也有日历老化。

第二类衰退：电极材料本身会慢慢损伤

充放电时，锂离子不断进入和离开电极颗粒，材料体积也会发生细微变化。循环次数增加以后，一些正极颗粒可能出现微裂纹、结构变化或者局部失去电接触。

这些已经不能正常参与反应的材料，相当于从电池的“有效容量”中退出。高SOC、较大的充放电深度以及高倍率工作，都可能让这种机械和结构变化更加明显。关于锂电池老化的研究通常把活性材料损失、界面膜增长和电极结构变化列为主要衰退机制。

内阻升高，会让续航和动力一起下降

老化后的电池不只是少存了一些电，电流通过电芯时遇到的阻力也会逐渐增加。

SEI增厚、电解液老化、电极开裂以及导电接触变差，都会抬高内阻。内阻增加以后，大电流放电时电压下降得更快，发热也更多。

所以老电池经常出现一种情况：静置测电压看起来还正常，真正加速或者高速行驶时，SOC下降却明显变快。这时候衰退的已经不仅是容量，还有功率性能。

高温和长期高SOC为什么特别伤电池？

很多电化学副反应都会随着温度升高而加快，因此长期高温会加速SEI增长、电解液分解和正极材料老化。

长期保持很高SOC同样不利。高SOC意味着正负极处于更极端的电化学状态，部分副反应更容易持续发生。公开的大规模锂电池老化数据也显示，较高温度和较高SOC都会明显加快日历衰退。

这也是为什么车辆热管理不仅在高速或快充时工作，停车状态下的电池温度同样影响长期寿命。

低温快充容易带来另一种衰退：析锂

温度很低时，锂离子进入石墨负极的速度会变慢。如果这时仍强行进行大电流充电，一部分锂来不及进入石墨，就可能以金属锂的形式沉积在负极表面。

这些金属锂中有一部分无法再正常参与循环，形成“死锂”，容量因此出现不可逆损失；严重时还可能形成枝晶。低温和高充电倍率叠加，是析锂比较典型的触发条件。

电池衰退不是由“快充次数”一个因素决定

同一款汽车，长期高温暴晒、每天充到100%、频繁深度放电和低温高倍率快充，与长期保持温和温度和合理SOC区间相比，几年后的电池状态可能完全不同。

电池包内部的一致性也很重要。如果某些单体容量或内阻衰退更快，串联电池包就会被这些较弱的电芯提前限制。

因此动力电池所谓的“寿命下降”，不是某一天突然坏掉，而是可循环锂减少、活性材料损失和内阻增长一点点累积出来的结果。车辆的BMS、热管理和充电策略，做的正是尽量减慢这一过程。