正極材料是決定鋰電池壽命的關鍵因素之一，目前商業化鋰電池常用的正極材料有層狀LiCoO2、尖晶石狀LiMn2O4、橄欖石狀LFP等。本文主要講正極材料與電池容量衰減的關係，並未過多涉及其它材料與容量衰減之間的關係。
鋰離子電池具有體積能量密度大，質量能量密度大，工作電壓高、自放電效率低、無記憶效應等優點，已被廣泛應用於消費類電子產品中。隨著鋰離子電池應用領域的不斷擴充套件，對鋰離子電池的效能要求也越來越高，也給鋰離子電池領域提出了新的挑戰。鋰離子電池在使用中的遇到的問題如高溫下容量衰減速度加快、倍率效能差、自放電率高等等都限制了其應用。
鋰電池使用中降低其衰減速度是目前研究的主要內容，俗稱鋰電池的使用壽命。鋰離子電池的構成主要包含正極、負極、隔膜和電解液四個主要部分。鋰離子電池的容量主要取決於正、負極活性材料的質量和配比。影響鋰離子電池迴圈壽命的因素很多，如正、負極活性材料與電解液的匹配性，活性材料的製備工藝和組成，正、負電極的結構特性，電解液的純度和組成，隔膜的熱穩定性和化學穩定性等等。
正極材料是決定鋰電池壽命的關鍵因素之一，目前商業化鋰電池常用的正極材料有層狀LiCoO2、尖晶石狀LiMn2O4、橄欖石狀LFP等。本文主要講正極材料與電池容量衰減的關係，並未過多涉及其它材料與容量衰減之間的關係。
鈷酸鋰電池衰減
鈷酸鋰為層狀結構，其可以保證Li+的脫嵌與嵌入過程中結構變化的程度和可逆性。鈷酸鋰電池容量衰減的原因主要有以下幾點：
（1）活性鋰離子減少
隨著鋰電池的使用，內部電解液中活性鋰離子的數量逐漸減少，同時由於鋰離子傳質能力下降，也導致了鋰離子電池容量衰減。活性鋰離子的損失主要是由於在迴圈過程中電解液與正負極活性材料反應不斷消耗活性鋰離子造成的。部分研究資料表明在少量迴圈次數下，雖然正極材料沒有發生相變，但是LiCoO2的層狀結構規整程度降低，從而導致鋰離子的嵌入脫出困難，降低了鋰電池輸出容量。
（2）充放電倍率過大，結構變化
在上篇文章中提到手機快充是在安全的範圍內的倍率，對電池的影響是很小的，在這裡重新進行說明。但是，高倍率下充放電也會影響鋰電池的使用壽命，放電倍率的增加會導致 Li、Co 原子混合，導致部分 LiCoO2從六方晶型轉變為立方晶型，正極材料結構的蛻變，導致容量衰減。
（3）正極阻抗增大，負極容量降低
T。 Osaka 等人在研究中發現如下圖中所示規律，隨著電池迴圈次數的增多，正極阻抗發生明顯升高而負極阻抗並無明顯變化，同時負極容量發現驟減而正極容量並無明顯變化。從而得出結論：迴圈過程中電池的容量衰減是因為正極介面阻抗的升高和負極容量的損失。
（4）使用溫度過高
此外過高的使用溫度（如50℃）會導致電池衰減速度加快，在少量迴圈次數之前，電池在高溫下放電容量要高於電池的額定容量和常溫下的容量，是由於高溫時電解液的黏度低，離子傳質快，極片的反應活性高，電池才表現出較高的充放電容量。但是隨著迴圈次數增多，電池極化變得嚴重，其容量容易出現驟減。
錳酸鋰電池衰減
錳酸鋰具有尖晶石結構，滿足鋰離子脫嵌的需求。但是，該材料中的 Mn 在高溫下容易溶解到電解液中去，造成不可逆容量損失。另外，在較高溫度下放電時，材料容易
發生
Jahn-Teller 效應，從而破壞活性材料的晶型結構，造成電池容量衰減加快。
錳酸鋰電池容量衰減的原因主要有以下幾個方面：
（1）高電壓下電解液發生電化學反應，一般是高於 4。0V；
（2）不可逆的相變和結構轉變，如 Jahn-Teller 效應；
（3）LiMn2O4材料中 Mn 溶解到電解液中去，主要是發生了歧化反應。
上述這些因素中，最主要的是 Mn 的溶解，導致該現象的主要原因是電解液中 HF 的存在。HF 會加速 LiMn2O4中 Mn 的溶解，從而導致正極材料晶相結構的破壞。
在充放電過程中，伴隨 Li+的嵌入和脫出，LiMn2O4的晶格常數發生變化，在立方晶系和四方晶系間發生相轉變。Li+在正極材料內部擴散速率低於 Li+在其表面的嵌入速率，當電位在 4V 左右時，Li+在 LiMn2O4表面富集，從而導致Jahn-Teller 效應
磷酸鐵鋰電池衰減
LFP是橄欖石狀結構，具有很好的穩定性和安全性，理論容量達到170mAh/g，國內的電池、電動車廠家主要是比亞迪。通常情況下，影響電池容量的因素很多：
（1）正、負極副反應導致可迴圈鋰的減少，以及導致正負極的平衡被破壞；（2）活性材料的損失，如材料的溶解，結構的劣化，顆粒的離析和電極的層離。
關於LFP電池衰減的研究也比較深入了，常用的石墨體系動力電池高溫迴圈容量衰減較快，主要是正極中的 Fe3+溶解並沉積在陽極表面，進一步發生還原，生成 Fe 金屬顆粒，導致陽極極化增加。
M Kassem等在研究 LiFePO4/石墨體系電池中發現，儲存溫度是影響容量損失的直接原因。同時電池的荷電狀態也影響了其容量損失的速度。高的儲存溫度和SOC導致了可迴圈鋰離子的損失。EIS 分析顯示，擴散阻抗略微增加，歐姆阻抗（包含電解液阻抗、接觸阻抗等）和電化學反應阻抗增大較多，其中，電化學阻抗增幅最大。容量損失主要來自於電極和電解液的副反應，為不可逆容量損失，活性鋰的損失是導致容量損失的主要原因，歸因於負極在迴圈過程中的體積變化引起 SEI 的劣化。
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