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(guān)注。但鋰離子電池在生產(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?xí)?dǎo)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(shè)計、生產(chǎn)各種新能源電池產(chǎn)品的國家高新企業(yè)，已通過ISO質(zhì)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(zhì)原因?qū)е码姵匦阅芩p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(nèi)因和外因。
內(nèi)因主要指的是失效的物理、化學(xué)變化本質(zhì),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(xué)、動力學(xué)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(nèi)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(yīng)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(yīng)低于初始容量的80%”,若在標準循環(huán)范圍內(nèi),容量出現(xiàn)急劇下滑現(xiàn)象均屬于容量衰減失效。
內(nèi)阻增大
鋰電池內(nèi)阻增大會伴隨有能量密度下降、電壓和功率下降、電池產(chǎn)熱等失效問題。導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)阻增大的主要因素分為電池關(guān)鍵材料和電池使用環(huán)境。
內(nèi)短路
內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)氣現(xiàn)象為正常產(chǎn)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(nèi)部壓力過大而變形、撐破封裝鋁膜、內(nèi)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(nèi)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(nèi)部,并誘發(fā)進一步的副反應(yīng)。誘發(fā)鋰電池?zé)崾Э氐囊蛩貫榉钦＿\行條件,即濫用、短路、倍率過高、高溫、擠壓以及針刺等。
電池內(nèi)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(nèi)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(dǎo)致局部電流和產(chǎn)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(lǐng)域和航空領(lǐng)域得到系統(tǒng)性的發(fā)展,而在鋰電池領(lǐng)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(guān)企業(yè)應(yīng)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。
