锂离子电池膨胀对于电池的寿命会产生明显的影响。在充电过程中Li*在负极中获得电子还原成锂嵌入石墨负极的层状框架结构时，会形成锂碳合金，从而使石墨电极厚度增加；在放电过程中，锂失去电子形成锂离子，并从空穴中逸出石墨层，此时，底片的厚度电极片相应减少。在首次充放电时，负极表面会形成一层固体电解质界面(SEI)膜，在后续的充放电循环过程中，SEI膜因遭到破坏后会再形成新的SEI膜，这将导致石墨电极不断地膨胀。

由于极化现象，锂离子不能被完全激发嵌入石墨层，因此锂离子在负极表面会还原形成锂枝晶。放电过程时，在大电流作用下，靠近负极表面的锂优先进行氧化脱附，导致枝晶锂的断裂，形成“死锂”，因此，锂离子电池的膨胀程度会随着充放电过程的进行逐渐增大。电池膨胀的另一个重要原因是电池内部的气体释放。无论电池处于常温或高温环境，在充放电过程中都会发生膨胀。膨胀的原因可能是锂离子电池在充放电过程中电解液分解产生气体。

模块的膨胀力分析

模块的设计不仅应承受由外部振动和冲击引起的损坏，还应承受由电池产生的膨胀力所引起的应力。为了研究带有不同数量电极片的不同电池模块的膨胀性能，将S40电池和S60电池组装成相同长度的模块。由于S60电池的厚度和容量是S40电池的厚度和容量的1.5倍，为确保两种类型的模块的长度和水平相同，将S40电池组装为1P6S模块，而S60电池则被组装为1P6S模块。组装成1P4S模块。就模块的内部结构设计而言，每个S40和S60电池的前表面之间的间隙分别为2.4和2mm。

S40_1P6S模块的电池之间的总间隙为12毫米，而S60_1P4S模块的电池之间的总间隙为6毫米。通过循环实验对这两个模块进行了测试，并同步监测了来自模块端板的容量衰减和膨胀力变化。从zhe可以看出，两个模块的容量保持率随溶胀力的增加而降低，这再次证明了溶胀力导致容量衰减。

在早期，S60_1P4S模块的膨胀力几乎与S40_1P6S模块的膨胀力相同。但是，经过约400个循环后，上升速度明显快于S40_1P6S模块的上升速度，并且随着膨胀力的增加，S60_1P4S模块的容量衰减速度也加快了。第一个原因可能是S60_1P4S模块中的总保留间隙小于S40_1P6S模块中的总保留间隙，因此电池的总溶胀空间较小，并且端板上的溶胀力较大，因此溶胀力也较大更大。另一个原因是，根据之前的电池膨胀力分析，在S40和S60中电极与铝壳之间的间隙是相同的，并且电极片的数量越多，最后一个时期的膨胀力就越大。因此，S60_1P4S模块的膨胀力在400个循环之后会更快地增加。因此，由于S60_1P4S模块具有更大的膨胀力，且电池中的电极片更多，因此需要提高每个结构组件的强度，以确保模块在整个设计寿命中都是安全耐用的。另一方面，为了提高循环寿命，需要在模块中的电池之间设计更大的间隙，这可以减小膨胀力并改善循环寿命。但是，通常没有足够的空间在模块中保留较大的间隙，因此应同时考虑膨胀力和间隙。