電池在其使用壽命期間會經歷主動循環和長期閑置存儲兩種情況。雖然人們已經對循環引起的退化機制和相應的緩解策略進行了廣泛研究，但在沒有循環的情況下，存儲所產生的獨特影響卻在很大程度上被忽視和未被探索。電池的性能也會隨著時間的推移而退化，這與電池閑置時的荷電狀態（SoC）有特殊的關系，例如，在儲存期間，SoC100的電池容量要比SoC70的電池容量高。

圖1 SoC70和SoC100高溫儲存期間的容量保持和產氣

首爾大學Jongwoo Lim等將無損在線X射線衍射(XRD)與氣體分析相結合，揭示了活性材料結構退化、界面副反應的復雜相互作用，以及它們對閑置存儲期間全電池老化的影響。研究發現，SoC70儲存期間的容量衰減主要是由于全電池內的電極滑移和鋰庫存損失造成的，富鎳層狀氧化物正極的結構退化程度較輕。SoC100儲存會造成富鎳正極更嚴重的結構退化和副反應。

矛盾的是，在SoC100儲存期間，嚴重的副反應抑制了鋰存量損失、電極滑移和全電池容量衰減。氣體分析和結構研究證實，富鎳正極在SoC100儲存期間由晶格氧產生的大量二氧化碳阻止了負極上不可逆的鋰庫存損失。

圖2 從在線XRD獲得的NCM6正極的結構演變

即使在高SoC儲存的早期階段電池容量保持得相對較好，富鎳正極結構退化和消耗電解質的相關副反應也是有害的，這會增加電池失效的潛在風險。儲存過程中觀察到的老化機制表明，提高負極-電解質界面上電解質的還原穩定性是緩解從中度到高度SoC儲存過程中儲存引起的老化的起點。此外，提高正極活性物質表面的（電）化學穩定性（例如通過抑制晶格氧釋放）將是改善富鎳正極基鋰離子電池日歷壽命的根本方法。

圖3 老化后NCM6正極的分析

Paradoxical role of structural degradation of nickel-rich layered oxides in capacity retention upon storage of lithium-ion batteries. Energy & Environmental Science 2023. DOI: 10.1039/d3ee02334f