什么是锂电池？锂电池为什么会失效？
来源：宝鄂实业
2019-04-09 12:03
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在能源危机和环境污染的大背景下,锂离子电池作为21世纪发展的理想能源,受到越来越多的关注。但锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象。而且单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性,甚至会导致电池组停止工作或其他安全问题。
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锂电池失效的分类
锂电池的失效是指由某些特定的本质原因导致电池性能衰减或使用性能异常,分为性能失效和安全性失效。
常见锂电池失效的分类
锂电池失效的原因
锂电池失效的原因可以分为内因和外因。
内因主要指的是失效的物理、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。
外因包括撞击、针刺、腐蚀、高温燃烧、人为破坏等外部因素。
锂电池失效的内部情况
锂电池常见的失效表现
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。
内阻增大
内短路
内短路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。
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。
正常电芯与失效电芯气体成分分析
热失控
热失控是指锂离子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。
电池内部常见的热行为
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。
中国失效分析已在机械领域和航空领域得到系统性的发展,而在锂电池领域还未得到系统的研究。电池企业及材料企业各自开展锂离子电池失效分析的研究,但多偏重于电池制造工艺和材料的研发制备,以提高电池性能、降低电池成本为直接目标。因此，驰普小编认为相关企业应加强合作交流,力求建立与完善的锂离子电池失效故障树和失效分析流程。
