锂离子电池作为目前广泛应用的储能器件，其安全性和循环稳定性备受关注。其中，负极材料表面析锂是锂离子电池常见的失效原因之一。通过改进电极结构可以有效减少锂离子电池析锂现象，以下是一些具体的方法：

优化电极微观结构

作用机制：电极微观结构的多尺度特性会导致复杂的传输和动力学限制相互作用，显著影响电池性能和锂沉积的发生。通过系统地设计不同长度尺度下的电极微观结构，可以显著调节电池的性能和退化情况。例如，改善电极的动力学和传输特性，可以降低锂沉积的倾向。

实际应用：在实际操作中，可以从电极的颗粒半径、固相扩散系数、泊松比及杨氏弹性模量等内部因素以及锂化倍率等外部因素入手，进行电极微观结构的优化设计。

设计多级孔道结构电极

作用机制：在较高充放电速率下，锂电池电极中锂离子扩散受限严重，致使电池性能显著降低。设计电极的孔结构是一种有效的方法。以锂离子电池正极为模型电极，优化含低曲折因子孔道的多级孔道结构。这些低曲折因子孔道可作为锂离子传输的“高速公路”，优化其孔隙率和孔径，可大幅度提升高放电倍率下的能量密度。

最佳孔隙率：低曲折因子孔道的最佳孔隙率高度依赖于其孔径，直径小于 10μm 较优。当电极厚度为 200μm 且总孔隙率为 0.36 时，优化后的多级孔电极相比于传统电极，能量密度可提高 45.9%-91.4%。但当锂离子的扩散限制较弱时（例如，电极厚度≤50μm 和总孔隙率≥0.48），优化电极的多级孔结构并不会显著提升电极性能。

构造特殊原位电池

通过构造特殊原位电池，可以更直观地观察电池内部的析锂情况，从而为改进电极结构提供依据。目前，关于构造特殊原位电池以减少析锂现象的具体方法仍在不断研究中。

采用分级电极结构

作用机制：通过在平面内分级电极微观结构，可以平滑大尺寸锂离子电池软包电池平面内的电流、温度、充电状态和退化的空间分布，从而提高其性能，特别是在高倍率下。数学模型预测，分级电极可以显著降低大尺寸软包电池中锂沉积的可能性，使发生锂沉积的倍率从 2.4C 提高到 4.3C。

实际效果：这种方法为设计空间变化的电极结构以均匀大尺寸软包电池的响应并提高其高倍率性能提供了潜力。

综上所述，通过优化电极微观结构、设计多级孔道结构电极、构造特殊原位电池和采用分级电极结构等方法，可以有效地改进电极结构，减少锂离子电池析锂现象，提高锂离子电池的安全性和循环稳定性。

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