锂电池常见的失效表现有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-09 11:36
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容量衰减失效
“标准循环寿命测试时，循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%。或者循环次数达到1000次时放电容量不应低于初始容量的80%”，若在标准循环范围内，容量出现急剧下滑现象均属于容量衰减失效。
电池容量衰减失效的根源在于材料的失效，同时与电池制造工艺、电池使用环境等客观因素有紧密联系。从材料角度看，造成失效的原因主要有正极材料的结构失效、负极表面SEI过渡生长、电解液分解与变质、集流体腐蚀、体系微量杂质等。
正极材料的结构失效：正极材料结构失效包括正极材料颗粒破碎、不可逆相转变、材料无序化等。LiMn2O4在充放电过程中会因Jahn-Teller效应导致结构发生畸变，甚至会发生颗粒破碎，造成颗粒之间的电接触失效。LiMn1.5Ni0.5O4材料在充放电过程中会发生“四方晶系-立方晶系”相转变，LiCoO2材料在充放电过程中由于Li的过渡脱出会导致Co进入Li层，造成层状结构混乱化，制约其容量发挥。
负极材料失效：石墨电极的失效主要发生在石墨表面，石墨表面与电解液反应，生产固态电解质界面相（SEI），如果过度生长会导致电池内部体系中锂离子含量降低，结果就是导致容量衰减。硅类负极材料的失效主要在于其巨大的体积膨胀导致的循环性能问题。在锂电池生产、运输、使用过程中，发现电池性能衰减或使用性能异常，这就是锂电池失效。单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性，甚至会引发起火、爆炸等安全问题。
锂电池失效的原因？
内因：电池本身发生化学变化，失效的物理、化学变化本质，研究尺度可以追溯到原子、分子尺度，研究失效过程的热力学、动力学变化。
外因：电池外部物理原因导致锂电池失效，主要包括撞击、针刺、人为破坏等外部因素，通过物理方式导致锂电池失效。
锂电池常见的失效表现？
1
容量衰减失效
若在标准循环范围内，循环次数无法满足达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%，或者循环次数达到1000次时放电容量不应低于初始容量的80%的现象均属于容量衰减失效。这主要是由材料的失效、电池制造工艺、电池使用环境等客观因素有关。
2
内短路
锂离子电池中发生内部短路可能是锂枝晶的形成或压缩冲击等情况引起的，往往会引起锂离子电池的自放电，容量衰减，局部热失控以及引起安全事故。
3
内阻增大
当电池内阻增大时，伴随而生的还有能量密度下降、电压功率下降、电池产热等失效问题。影响其产生的主要因素是电池关键材料，此外还与电池使用环境有关。
4
产 气
在电池化成工艺过程中消耗电解液形成稳定SEI膜所发生的产气现象为正常产气，但是过渡消耗电解液释放气体或正极材料释氧等现象属于异常放气。常出现在软包电池中，会造成电池内部压力过大而变形、撑破封装铝膜、内部电芯接触问题等。
5
热失控
锂电池热失控是指电池内部局部或整体的温度急速上升热量不能及时散去，大量积聚在内部，并诱发进一步的副反应。诱发锂电池热失控的因素为非正常运行条件，即滥用、短路、倍率过高、高温、挤压以及针刺等。
6
析 锂
析锂即在电池的负极表面析出金属锂，是一种常见的锂电池老化失效现象。析锂会使电池内部活性锂离子减少，出现容量衰竭，而且会形成枝晶刺穿隔膜，就会导致局部电流和产热过大，最终造成电池安全性问题。目前主要是通过加入电解液添加剂、人造SEI、高盐度电解液、结构化负极、优化电池结构来抑制析锂失效的产生。
