鋰離子電池故障的分類及原因

1、鋰離子電池故障分類

為了預(yù)防功能衰減和電池安全問題，對鋰離子電池進(jìn)行失效分析勢在必行。鋰離子電池失效是指由于某些具體的物質(zhì)原因?qū)е码姵毓δ軔夯蜻\行功能異常。

常見鋰離子電池故障分類

2、鋰離子電池失效的原因

鋰離子電池故障的原因可以分為內(nèi)部原因和外部原因。

內(nèi)因重要是指失效的物理和化學(xué)變化的本質(zhì)，研究尺度可以追溯到原子和分子尺度，研究失效過程的熱力學(xué)和動力學(xué)變化。

外部因素包括沖擊、針刺、腐蝕、高溫滅火、人為損傷等外部因素。

鋰離子電池故障分類及故障原因

鋰離子電池內(nèi)部故障情況

3.、鋰離子電池常見故障表現(xiàn)及故障機理分析

容量衰減失敗

在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗中，500循環(huán)時的放電容量應(yīng)不低于初始容量的90%。或當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到1000次時，放電容量不應(yīng)低于初始容量的80%。假如在標(biāo)準(zhǔn)周期內(nèi)容量急劇下降，則屬于容量衰減失效。

電池容量衰減失效的根源在于數(shù)據(jù)失效，而數(shù)據(jù)失效與電池制造技術(shù)、電池工作環(huán)境等客觀因素密切相關(guān)。從數(shù)據(jù)上看，失效的重要原因有正電極數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)失效、負(fù)電極外觀的SEI過渡生長、電解液的合成與崩解、集液腐蝕、系統(tǒng)微量雜質(zhì)等。

正電極數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)失效:正電極數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)失效包括粒子破碎、不可逆相變、數(shù)據(jù)無序等。在充放電過程中，由于jahn-teller效應(yīng)，LiMn2O4的結(jié)構(gòu)會發(fā)生扭曲，導(dǎo)致顆粒破碎，顆粒之間的電接觸失效。limn1.5ni0.5o4數(shù)據(jù)將有相變的四方晶系-立方晶系在充電和放電過程中,雖然LiCoO2數(shù)據(jù)將導(dǎo)致公司進(jìn)入李層由于李的過渡和釋放在充電和放電過程中,這將構(gòu)成分層結(jié)構(gòu)障礙和限制其能力。

負(fù)數(shù)據(jù)失效:石墨電極失效重要發(fā)生在石墨表面，石墨表面與電解液發(fā)生反應(yīng)，消耗固體電解液界面相(SEI)。假設(shè)過度生長會導(dǎo)致電池內(nèi)部系統(tǒng)鋰離子含量下降，導(dǎo)致容量衰減。硅陽極材料的失效重要是由于其體積收縮過大而導(dǎo)致循環(huán)功能失效。

電解液失效:LiPF6穩(wěn)定性差，合成簡單，使電解液中可替代的Li+含量降低。它還簡單地與電解液中的微量水發(fā)生反應(yīng)，形成HF，形成電池內(nèi)部的腐蝕。由于氣密性不足，電解質(zhì)溶解，電解質(zhì)粘度和濃度發(fā)生變化，導(dǎo)致離子輸運功能急劇下降。

集電極液失效:集電極液腐蝕，集電極液粘附下降。上述電解液失效出現(xiàn)的HF會對集電極液出現(xiàn)腐蝕，出現(xiàn)導(dǎo)電性差的化合物，引起歐姆接觸新增或活性物質(zhì)失效。在充放電過程中，銅箔以低電位溶解，沉積在正電極表面，稱為銅演化。收集流體失效的常見方法是流體與活性物質(zhì)之間的分離力不足以導(dǎo)致活性物質(zhì)的剝離，從而無法為電池供應(yīng)容量。

內(nèi)部阻力新增

鋰離子電池內(nèi)阻的新增會伴隨著能量密度下降、電壓功率下降、電池產(chǎn)熱等故障問題。造成鋰離子電池內(nèi)阻新增的重要因素分為電池要害數(shù)據(jù)和電池使用環(huán)境。