磷酸鐵鋰電池包的失效原因主要有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-22 11:47
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一、生產(chǎn)過(guò)程中的失效
在生產(chǎn)過(guò)程中，人員、設(shè)備、原料、方法、環(huán)境是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，在磷酸鐵鋰，動(dòng)力電池的生產(chǎn)過(guò)程中也不例外，人員和設(shè)備屬于管理的范疇。電極活性材料中的雜質(zhì)對(duì)磷酸鐵鋰電池包造成的失效。在生產(chǎn)過(guò)程中，除了生產(chǎn)工藝影響電池性能以外，造成磷酸鐵鋰動(dòng)力電池失效的主要影響因素包括原材料中的雜質(zhì)(包含水)和化成的過(guò)程，因此材料的純度、環(huán)境濕度的控制、化成的方式等因素顯得至關(guān)重要。
二、化成方式對(duì)鐵鋰電池造成的失效
活性鋰離子的不可逆損失首先體現(xiàn)在形成固體電解質(zhì)界面膜過(guò)程中消耗的鋰離子。在化成時(shí)，小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻，但耗時(shí)；大電流充電會(huì)造成更多的副反應(yīng)發(fā)生，造成不可逆鋰離子損失加大，負(fù)極界面阻抗也會(huì)增加。
三、生產(chǎn)環(huán)境中的水分對(duì)電池造成的失效
在實(shí)際生產(chǎn)中，磷酸鐵鋰電池包不可避免地會(huì)接觸空氣，由于正負(fù)極材料大都是微米或納米級(jí)的顆粒、而電解液中溶劑分子存在電負(fù)性大的羰基和亞穩(wěn)定態(tài)的碳碳雙鍵，都容易吸收空氣中的水分。水分子和電解液中的鋰鹽(尤其是LiPF6)發(fā)生反應(yīng)，不僅分解消耗了電解質(zhì)（分解形成PF5)，還會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)HF。而PF5和HF都會(huì)破壞SEI膜，HF還會(huì)促進(jìn)LiFePO4活性物質(zhì)的腐蝕。
四、擱置中的失效
在動(dòng)力鐵鋰電池的使用壽命中，其大部分時(shí)間都是處于擱置狀態(tài)，一般經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的擱置后，電池性能會(huì)發(fā)生下降，一般表現(xiàn)出內(nèi)阻增大、電壓降低及放電容量下降等。造成鋰電池包性能下降的因素有很多，其中溫度、荷電狀態(tài)和時(shí)間是最明顯的影響因素。
五、循環(huán)使用中的失效
磷酸鐵鋰電池在使用的過(guò)程中一般是放熱的，因此溫度的影響很重要。除此之外，路況、使用方式、環(huán)境溫度等都會(huì)有不同的影響。在使用過(guò)程中，LiFePO4電極、石墨負(fù)極的退化及SEI膜的不斷生長(zhǎng)，不同程度地造成電池失效。
六、充電與放電過(guò)程中的失效
雖然在不同的充電狀態(tài)下，相比于其它正極材料，LiFePO4的熱穩(wěn)定性是最好的，但是過(guò)充還會(huì)引發(fā)LiFePO4動(dòng)力電池在使用過(guò)程中的不安全隱患。在過(guò)充的條件下引發(fā)磷酸鐵鋰電池失效的最主要的原因之一就是鋰晶枝刺破隔膜引發(fā)的內(nèi)部短路。
