Science综述：电池为什么会失效？

从手机，电脑，到汽车，飞机，人类的衣食住行等日常生活已经离不开可充电电池。经过一段时间的使用，电池就会失效，要么是因为电量不断的损失，要么是因为不能在恶劣环境下工作，这些情况甚至会引发严重的火灾或者爆炸，这些往往是由于电池化学、电池设计、环境、实际操作条件等等综合因素造成。

最近，Palacin 和 de Guibert在Science在线发表综述文章，对铅酸电池、镍电池和锂离子电池进行专门讨论，详细阐述了引起电池失效的几个关键因素：材料、温度、充放电速率等。另外，该综述还讨论了如何通过优化电池管理体系来延长电池寿命，如何进行电池诊断以及大规模电池应用等等议题。

图1. 典型电池及其有关能级示意图

图2. 放电速率和温度对于电池性能下降的影响

图3. 电池循环前（A）和循环100圈后（B）电极横截面的SEM对比

图4. 随着锂离子电池老化，活性Li的变化

表1. 商业可充电电池参数对比

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M. R. Palacín, A. de Guibert. Why do batteries fail? Science, 2016, 351, 574.