什么是鋰電池？鋰電池為什么會失效？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-09 12:03
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在能源危機和環(huán)境污染的大背景下,鋰離子電池作為21世紀發(fā)展的理想能源,受到越來越多的關注。但鋰離子電池在生產、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。
馳普集團是一家致力于研發(fā)、設計、生產各種新能源電池產品的國家高新企業(yè)，已通過ISO質量體系認證。
鋰電池失效的分類
鋰電池的失效是指由某些特定的本質原因導致電池性能衰減或使用性能異常,分為性能失效和安全性失效。
常見鋰電池失效的分類
鋰電池失效的原因
鋰電池失效的原因可以分為內因和外因。
內因主要指的是失效的物理、化學變化本質,研究尺度可以追溯到原子、分子尺度,研究失效過程的熱力學、動力學變化。
外因包括撞擊、針刺、腐蝕、高溫燃燒、人為破壞等外部因素。
鋰電池失效的內部情況
鋰電池常見的失效表現(xiàn)
容量衰減失效
“標準循環(huán)壽命測試時,循環(huán)次數(shù)達到500次時放電容量應不低于初始容量的90%?；蛘哐h(huán)次數(shù)達到1000次時放電容量不應低于初始容量的80%”,若在標準循環(huán)范圍內,容量出現(xiàn)急劇下滑現(xiàn)象均屬于容量衰減失效。
內阻增大
內短路
內短路往往會引起鋰離子電池的自放電,容量衰減,局部熱失控以及引起安全事故。
產氣
在電池化成工藝過程中消耗電解液形成穩(wěn)定SEI膜所發(fā)生的產氣現(xiàn)象為正常產氣,但是過渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現(xiàn)象屬于異常放氣。常出現(xiàn)在軟包電池中,會造成電池內部壓力過大而變形、撐破封裝鋁膜、內部電芯接觸問題等。
正常電芯與失效電芯氣體成分分析
熱失控
熱失控是指鋰離子電池內部局部或整體的溫度急速上升,熱量不能及時散去,大量積聚在內部,并誘發(fā)進一步的副反應。誘發(fā)鋰電池熱失控的因素為非正常運行條件,即濫用、短路、倍率過高、高溫、擠壓以及針刺等。
電池內部常見的熱行為
析鋰
析鋰即在電池的負極表面析出金屬鋰,是一種常見的鋰電池老化失效現(xiàn)象。析鋰會使電池內部活性鋰離子減少,出現(xiàn)容量衰竭,而且會形成枝晶刺穿隔膜,就會導致局部電流和產熱過大,最終造成電池安全性問題。
中國失效分析已在機械領域和航空領域得到系統(tǒng)性的發(fā)展,而在鋰電池領域還未得到系統(tǒng)的研究。電池企業(yè)及材料企業(yè)各自開展鋰離子電池失效分析的研究,但多偏重于電池制造工藝和材料的研發(fā)制備,以提高電池性能、降低電池成本為直接目標。因此，馳普小編認為相關企業(yè)應加強合作交流,力求建立與完善的鋰離子電池失效故障樹和失效分析流程。
