鋰離子電池失效是什么？鋰電池失效怎么分析？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-09-15 16:58
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鋰離子電池失效是什么？
鋰離子電池在生產(chǎn)、運輸、使用過程中會出現(xiàn)某些失效現(xiàn)象，而且單一電池失效之后會影響整個電池組的性能和可靠性，甚至會導致電池組停止工作或其他安全問題。
鋰離子電池的失效是指由某些特定的本質(zhì)原因?qū)е码姵匦阅芩p或使用性能異常。鋰電池的失效主要分為兩類：一類為性能失效，另一類為安全性失效。
性能失效指的是鋰電池的性能達不到使用要求和相關(guān)指標，主要有容量衰減或跳水、循環(huán)壽命短、倍率性能差、一致性差、易自放電、高低溫性能衰減等；
安全性失效指的是鋰離子電池由于使用不當或者濫用，出現(xiàn)的具有一定安全風險的失效，主要有熱失控、脹氣、漏液、析鋰、短路、膨脹形變等。
鋰電池失效過程中常有的隱性失效現(xiàn)象有正負極內(nèi)短路、析鋰、極片掉粉、隔膜老化、隔膜阻塞、隔膜刺穿、電解液干涸、電解液變性失效、負極溶解、過渡金屬析出(含析銅)、極片毛刺、卷繞(或疊片)異常、容量跳水、電壓異常、電阻過高、循環(huán)壽命異常、高/低溫性能異常等。
鋰電池失效分析檢測
對失效分析的關(guān)鍵在于選擇合適的測試分析手段，設(shè)計合理、有效的失效分析流程，從而挖掘鋰電池在材料制備和制造工藝層面上的失效主要原因，并能提供相關(guān)可靠有效的優(yōu)化建議。對單體鋰電池失效分析的一般途徑可概括為電池外觀檢測、電池無損檢測、電池有損檢測以及綜合分析報告四個分析階段。
作為研究對象的失效鋰電池數(shù)量有限，對其進行分析需要考慮到破壞后失去原有失效信息的情形，故需將常用測試分析方法分為“無損”和“有損”。
無損分析是在不破壞鋰電池整體的基礎(chǔ)上，對電池的狀態(tài)、性能進行測試和分析，并以測試結(jié)果對電池可能出現(xiàn)的失效進行推測，并用于下一步測試的選擇和優(yōu)化。無損分析技術(shù)主要是X射線斷層掃描、超聲波掃描、電化學測量方法等，包括不同條件下的充放電循環(huán)測試，電化學交流阻抗，循環(huán)伏安法測試等方法。
有損分析是在鋰電池進行不損傷電芯的拆解后，對電池內(nèi)部關(guān)鍵材料進行有針對性的測試分析。包括電池組成的成分分析、形貌分析、結(jié)構(gòu)分析、官能團表征、離子輸運性能分析、微區(qū)力學分析、模擬電池的電化學測試分析以及副產(chǎn)物的分析。
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