在能源危機和環境污染的大背景下，鋰離子電池作為21世紀發展的理想能源，受到越來越多的關注。但鋰離子電池在生產、運輸、使用過程中會出現某些失效現象。而且單一電池失效之後會影響整個電池組的性能和可靠性，甚至會導致電池組停止工作或其他安全問題。
鋰離子電池在使用或儲存過程中常出現某些失效現象，包括容量衰減、內阻增大、倍率性能降低、產氣、漏液、短路、變形、熱失控、析鋰等，嚴重降低了鋰離子電池的使用性能、可靠性和安全性。這些失效現像是由電池內部一系列複雜的化學和物理機制相互作用引起的。
鋰電池失效的分類
為了避免出現性能衰減和電池安全問題，開展鋰電池失效分析勢在必行。鋰電池的失效是指由某些特定的本質原因導致電池性能衰減或使用性能異常，分為性能失效和安全性失效。
鋰電池失效的原因
鋰電池失效的原因可以分為內因和外因。
內因主要指的是失效的物理、化學變化本質，研究尺度可以追溯到原子、分子尺度，研究失效過程的熱力學、動力學變化。
外因包括撞擊、針刺、腐蝕、高溫燃燒、人為破壞等外部因素。
鋰電池常見的失效表現及其失效機理分析
1、容量衰減
主要分可逆容量衰減和不可逆容量衰減兩類。可逆容量衰減可以通過調整電池充放電制度和改善電池使用環境等措施使損失的容量恢復；而不可逆容量衰減是電池內部發生不可逆的改變產生了不可恢復的容量損失。
電池容量衰減失效的根源在於材料的失效，同時與電池製造工藝、電池使用環境等客觀因素有緊密聯繫。從材料角度看，造成失效的原因主要有正極材料的結構失效、負極表面SEI過度生長、電解液分解與變質、集流體腐蝕、體系微量雜質等。
2、內阻增大
鋰離子電池的內阻與電池體系內部電子傳輸和離子傳輸過程有關，主要分為歐姆電阻和極化內阻。其中極化內阻主要由電化學極化導致，存在電化學極化和濃差極化兩種。導致鋰離子電池內阻增大的主要因素分為電池關鍵材料和電池使用環境。
3、內短路
短路的表現可分為以下四種：
a). 銅/鋁集流體之間的短路；
b). 隔膜失效失去電子絕緣性或空隙變大使正、負極微接觸，出現局部發熱嚴重，再進一步充放電過程中，可能向四周擴散，形成熱失控；
c). 正極漿料中過渡金屬雜質未去除乾淨，刺穿隔膜、或促使負極鋰枝晶生成導致內短路；
d). 鋰枝晶導致內短路的發生。
此外，在電池設計製造或電池組組裝過程上，不合理的設計和局部壓力過大也會導致內短路；電池過充電和過放電的誘導下，也會出現內短路，主要是由於其中集流體腐蝕，在電極表面出現沉積現象，嚴重的情況會通過隔膜連通正負極。
4、產氣
鋰離子電池產氣主要分為正常產氣與異常產氣。在電池化成工藝過程中消耗電解液形成穩定SEI膜所發生的產氣現象為正常產氣。化成階段產氣主要為由酯類單/雙電子反應產生了H2、CO2、C2H2等。異常產氣主要是只在電池循環過程中，過渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現象，常出現在軟包電池中，造成電池內部壓力過大而變形、撐破封裝鋁膜、內部電芯接觸問題等。
5、熱失控
熱失控是指鋰離子電池內部局部或整體的溫度急速上升熱量不能及時散去，大量積聚在內部，並誘發進一步的副反應。
為了防止鋰離子電池在熱失控造成嚴重的安全問題，常採用PTC、安全閥、導熱膜等措施，同時在電池的設計、電池製造過程、電池管理系統、電池使用環境等方面都需要進行系統性的考慮。
6、析鋰
析鋰是一種比較常見的鋰離子電池老化失效現象。表現形式主要是負極極片表面出現一層灰色、灰白色或者灰藍色物質，這些物質是在負極表面析出的金屬鋰。
