什么是锂离子电池失效
来源：宝鄂实业
2019-12-21 15:42
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锂离子电池失效,指由某些特定的实质原因引起的电池功能衰减或运用功能反常,它或许发作在生产、运输、运用中的任何一个环节,不只会影响电池的功能,甚至会引发起火、爆破等安全问题。锂电池失效依据影响类型的不同,能够分为功能失效和安全性失效。
其出现的首要原因也分为两种,分别是内因和外因:内因包含物理失效、化学变化等,外因包含高温、碰击、针刺、人为损坏等。接下来电车资源将为我们详细介绍数种常见的锂电池失效,包含容量衰减失效、内短路、内阻增大、热失控等。
容量衰减失效
一般在进行规范循环寿数测验时,在循环次数到达500次后,电池容量不该低于初始值的90%,到达1000次后,不该低于初始值的80%,如容量不符合该规范出现衰减过度的现象,则归于容量衰减失效。锂离子电池的容量衰减失效分为可逆容量衰减和不可逆容量衰减。其间可逆衰减能够经过调整电池的充放电准则及改善电池的运用环境等办法康复丢失的容量,不可逆衰减由于是电池内部发作了不可逆的变化发生了无法康复的容量丢失,因此无法挽救。
电池容量衰减的首要原因在于资料失效, 也和电池的制作工艺、运用环境等客观因素有不可分割的联系。从资料视点来说,形成容量衰减失效的成因有正极资料失效、负极表面SEI过渡生产、电解液失效、集流体失效等等。
内短路
内短路往往会引起锂离子电池的自放电,容量衰减,部分热失控以及引起安全事故。在电池内部发作短路期间,两种电极资料以电子办法在内部互连,导致部分高电流密度。锂离子电池中发作内部短路或许是锂枝晶的构成或压缩冲击等状况引起的。长期的内部短路会导致自放电及部分温度上升,部分温度上升发生的影响非常显著,由于假如温度超出某一阈值,电解质或许经过放热反响开端分化,从而引起热失控,具有潜在的健康和安全隐患。
内阻增大
锂离子电池内阻与电池内部电子传输和离子传输进程有关,首要分为欧姆电阻和极化内阻,极化内阻首要由电化学极化引发,又分为电化学极化和浓差极化。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。影响其发生的首要因素有电池要害资料与电池运用环境,但要害资料发生反常是内阻增大的根本影响因素。
热失控
“热失控”是一个能量正反馈循环进程:升高的温度会导致体系变热,体系变热升高温度,这又反过来又让体系变得更热。锂电池热失控则是指电池内部部分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响。参与“热失控”反响的是锂电池中的氧化钴化学物。加热这种化学物到达必定温度,它就开端自发热,然后开展成起火和爆破。在某些状况下,这种有机电解液开释压力会导致电池破裂。假如暴露在高温环境下,或者是遇到火花,它也有或许会焚烧。为了避免热失控现象的发作,一般会选用PTC、安全阀、导热膜等办法,但更重要的是完善电池在规划、制作的技能,及运用的办法。
产气
锂离子电池产气有两种,分别是正常产气和反常产气,在电池化成工艺进程中耗费电解液构成安稳SEI膜所发作的产气现象为正常产气,过渡耗费电解液开释气体或正极资料释氧等现象归于反常产气。在锂电池组装完成后,预化成进程中会发生少数气体,这些气体是不可避免的,也是所谓的电芯不可逆容量丢失来历。在首次充放电进程中,电子由外电路到达负极后会与负极表面的电解液发作氧化复原反响,生成气体。
析锂
锂离子电池在充电进程中,锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极,但当发作反常状况形成从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话,锂离子就只能析出在负极表面,构成一层灰色的物质,这便是析锂。析锂的原因有很多种,包含负极余量不行、正负极涂面不均匀、低温环境充电、大倍率充电等等。目前首要是经过加入电解液添加剂、人工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发生。
