由软包锂离子电池构成的电池模块中，电池堆叠是常见的结构形式。堆叠的软包电池需要承受一定的压力以对电池本体进行必要的约束。前期研究过程中发现，在受压状态下卷绕式软包锂离子电池经过多次充放电后极片会发生断裂。本文将对这断裂现象的机理和保护方法展开研究。

锂离子电池电极的断裂与电池负极材料的膨胀和外部压力有关。在电池充电和放电过程中会产生应力，与应力有关的研究如下：当锂离子嵌入正极或负极时，锂离子浓度的不均匀可能导致应力的产生。因此，电极表面的拉应力会导致裂纹的扩展，从而导致机械电极材料的降解。由于在电化学循环中锂/锂离子从活性材料中嵌入/脱出，扩散引起的应力是导致电极断裂和疲劳失效的主要原因，所以电池内部应力的变化可能引起溶胀。

一般而言，在锂嵌入和脱嵌过程中，由于体积膨胀引起的机械应力可能发生在电极中。此外，反复体积膨胀会导致循环过程中电极材料的循环应力。锂离子电池中石墨复合电极循环充放电会导致电极周期性的体积变化，从而导致电极退化和容量衰减。在锂离子电池的充电和放电过程中，阳极和阴极材料在嵌入或脱嵌锂时膨胀和收缩。石墨是最常用的负极材料，其体积膨胀率高达10％。在高容量阳极材料如硅和锡中能观察到更大(高达300％)的体积变化。

用封装三元锂电池组的压力及在充放电过程中发生膨胀产生的压力都对电池性能有很大的影响。在0～5000N的恒压力下0.5C充放电，电池厚度的最大膨胀量为电池厚度的1.8%左右，电池容量随着压力的增加有所降低；在0～5000N保持恒变形进行0.5C充放电，电池承受的压力相对初始压力的变化为40%左右。5组卷绕工艺的软包锂离子电池施加不同的压力进行充放电，施加2kN以上压力的电池经过2000次循环后极片发生断裂；不加压力的电池负极片产生大量的析锂现象；施加1kN压力的电池不仅能避免极片断裂，还能在一定程度上抑制负极析锂现象。

原标题：软包电池极片断裂机理与防护措施！