電池每次充電 - 放電循環(huán)以及它所帶來的活性化學物質的相關轉化循環(huán)伴隨著電芯中的化學物質的緩慢劣化，使用者對這個過程幾乎是無感的。這種惡化可能是電芯或晶體中不可避免的化學副反應或者鋰枝晶生長，改變了構成電極顆粒的狀態(tài)。這兩個因素都可能會降低電池中活性化學物的量，從而降低電池容量，或增加電池的內部阻抗。

電池在規(guī)定的循環(huán)壽命結束時不會突然死亡，它會繼續(xù)正常工作，并繼續(xù)緩慢惡化，其容量將比新電池的容量顯著減少。

1）電芯循環(huán)壽命的主要影響因素

溫度

50℃至60℃，是一般鋰電池能夠允許的工作溫度范圍上限。在較高溫度下進行電化學反應，電解液活性較強，容易發(fā)生分解反應，分解產物與正極材料結合，是對正極材料的消耗；正極結構材料遭到腐蝕，晶格結構由于缺少足夠材料的支撐發(fā)生坍塌，鋰離子的空位減少，正極容納鋰離子的能力下降，使得電池容量遭受損失；

同時，正極材料反映的產物，游蕩在電解液中，可能附著在正負極電極的表面。電極表面被不能參與充放電過程的物質覆蓋，阻礙了電化學過程的順利發(fā)生，電芯內阻增加。

研究表明，高溫過程對老化的影響，主要在正極發(fā)生，對負極的影響占比較小。

環(huán)境溫度達到0℃以下，鋰電池的性能開始受到低溫的明顯影響。SIE膜，是電芯化成過程中，負極材料與電解液之間反應生成的一層鈍化膜，對負極材料具有保護作用。

在低溫工作過程中，SEI膜生長，消耗部分電解液中的活性鋰離子，使得電解液中導電離子的濃度降低，電池可用容量遭到永久性損失。SEI膜的增厚，使得鋰離子穿過膜層到達負極的困難增加，與導電鋰離子的濃度降低問題疊加在一起，電芯內阻隨之增大。

低溫下充電，尤其是充電電流比較大時，負極還會發(fā)生另外一個副反應——鋰單質析出。低溫下，鋰離子活性下降，勉強充電，使得過量的鋰離子聚集在負極周圍，來不及穿過SEI膜到達負極嵌入，就沉積在負極表面，形成純鋰層。這個過程在過低溫度的充電過程中容易發(fā)生，并且不可逆轉。隨著使用循環(huán)的累積，鋰單質也會持續(xù)積累，枝晶不斷生長，使得刺破隔膜的風險也在不斷累加。

研究表明，鋰電池低溫工作，老化問題主要發(fā)生在負極，正極的副反應也存在，但影響不顯著。

充放電倍率

以超過設計放電能力的電流放電，一方面，電流的熱效應，帶來電池自身溫度的上升，高溫老化的副反應逐漸加??；另一方面，大電流帶來了過量的鋰離子需要嵌入正極材料，對材料的穩(wěn)定性造成沖擊。而負極由于快速失去大量鋰離子，表面的SIE膜結構遭到破壞，部分破裂，造成電解液與碳負極的進一步反應，消耗活性鋰離子的數量。

大電流充電，同樣存在發(fā)熱問題和正極材料脫嵌穩(wěn)定性問題。同時，過多的鋰離子運送到負極，超過負極的擴散能力，使得鋰單質沉積現象發(fā)生，大量活性鋰離子被轉化成鋰單質堆積在一起，形成枝晶。鋰離子的損耗，造成容量的永久性損失；而鋰單質作為一種活性極強的金屬，如果大量存在，則電池使用過程中的熱失控風險必然上升，危害更嚴重。

充放電深度

定義的循環(huán)壽命是在受控條件下比較電池的有用方式，但它可能無法給出實際操作條件下電池壽命的度量。電池很少在連續(xù)的完全充放電循環(huán)下運行，它們更可能在完全充電之前經受不同深度的局部放電。由于局部放電不會考驗電池的極限能力，副反應較少，電荷轉移的量也少，因此電池可承受更多的淺循環(huán)周期。比如，全充放循環(huán)的電池，其壽命有1000次，但對于在40%~70%SOC循環(huán)的電池來說，其循環(huán)次數可能達到20000次以上。這種使用周期對于具有再生制動的混合動力電動車輛是典型應用場景。充放電深度與循環(huán)次數的關系，從下面圖中得到一些直觀感受。

2）模組壽命

前面幾點是具體到單體的老化原因，而動力電池包這個由千百個電芯組成的整體，它的老化的首要因素卻是“一致性惡化”。已經有人針對這個問題作出了研究，發(fā)現電池組的老化程度比電池組中質量最差的那顆電芯的老化程度更差，一個電池組的總體容量，小于等于容量最小的那顆電芯的容量乘以模組內電芯數量。因此，只考察單只電芯的循環(huán)壽命，而忽視電芯之間參數的一致性，電池包的整體壽命估計會出現嚴重高估。

2全生命周期衡量度電成本

全生命周期度電成本，就是在相同測試條件下，電池有效容量衰減至初始容量的80%以前，全部曾經充入過電池的電量的總和，或者電池曾經放出的全部電量的總和。數值上等于平均每次充入電池電量乘以充電次數?？陀^來看，這個參數才是用戶實際使用了的電池。電池成本，一般按照每千瓦時電量多少錢。然而，對于終端用戶而言，他們的感受里，除了能夠跑多遠這個空間指標，還有一個能夠用多長時間的時間指標。同樣10萬元一輛車，用3年和用5年，每年的用車成本相差40%，這個差距不可謂不大。因此，落實到全生命周期度電成本上，才是最直觀的成本評價方法。

全生命周期度電成本，與電池容量、電壓和使用壽命三個因素有關，同樣的造價，電池容量越大，電壓越高，壽命越長，則該成本越低。作為設計者，這個指標雖然一時間并不會與我們的切身利益發(fā)生直接聯系，但長遠看，這是產品的重要競爭力。電池電量充足的時候如此，但低電量的情況又比這復雜得多。電池在放電的過程中會出現極化現象，通俗的解釋是電池存在內阻（impedance），帶載輸出電流時和空載時的輸出電壓不一樣。輸出功率是由電池組的端電壓和負載電流共同決定的。電池放電，剩余電量越來越少（更加專業(yè)的說法是荷電狀態(tài)-State of Charge，SoC），濃度極化和電化學極化都會導致電池電壓降低，在額定電流下所能輸出的最大功率也越來越低。穩(wěn)壓電路能夠解決設備對輸入電壓的要求，但在電池組輸出功率受限時，穩(wěn)壓電路的輸出功率顯然也是受限的。