鋰電池性能失效和安全性失效的原因

來源：存能電氣  日期：2019-09-09 16:09  瀏覽量：次

　　鋰電池性能失效和安全性失效的原因。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。鋰電池失效的原因可以分為內(nèi)因和外因。為了避免性能衰減和電池安全問題,開展鋰電池失效分析勢在必行。

　　性能失效指的是鋰電池的性能達(dá)不到使用要求和相關(guān)指標(biāo),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電池由于使用不當(dāng)或者濫用,出現(xiàn)的具有一定安全風(fēng)險(xiǎn)的失效,主要有熱失控、脹氣、漏液、析鋰、短路、膨脹形變等。

　　什么是鋰離子電池失效？

　　鋰離子電池失效，指由某些特定的本質(zhì)原因引起的電池性能衰減或使用性能異常，它可能發(fā)生在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，不僅會(huì)影響電池的性能，甚至?xí)l(fā)起火、爆炸等安全問題。

　　鋰離子電池在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中會(huì)出現(xiàn)某些失效現(xiàn)象。導(dǎo)致鋰電池失效的因素有電池使用環(huán)境：環(huán)境溫度過高/低、過充過放、高倍率充放、制造工藝和電池設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。

　　鋰電池性能失效和安全性失效的原因

　　◆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(shí)散去，大量積聚在內(nèi)部，并誘發(fā)進(jìn)一步的副反應(yīng)。誘發(fā)鋰電池?zé)崾Э氐囊蛩貫榉钦＿\(yùn)行條件，即濫用、短路、倍率過高、高溫、擠壓以及針刺等。

　　◆析鋰

　　析鋰即在電池的負(fù)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(huì)使電池內(nèi)部活性鋰離子減少，出現(xiàn)容量衰竭，而且會(huì)形成枝晶刺穿隔膜，就會(huì)導(dǎo)致局部電流和產(chǎn)熱過大，最終造成電池安全性問題。

　　◆內(nèi)阻增大

　　鋰電池內(nèi)阻增大會(huì)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。

　　◆電解液失效

　　LiPF6穩(wěn)定性差，容易分解使電解液中可遷移Li+含量降低。它還容易和電解液中的痕量水反應(yīng)生成HF，造成電池內(nèi)部被腐蝕。

　　◆電池容量衰減

　　電池容量衰減失效的根源在于材料的失效，同時(shí)與電池制造工藝、電池使用環(huán)境等客觀因素有緊密聯(lián)系。從材料角度看，造成失效的原因主要有正極材料的結(jié)構(gòu)失效、負(fù)極表面SEI過渡生長、電解液分解與變質(zhì)、集流體腐蝕、體系微量雜質(zhì)等。

　　以上就是鋰電池失效的原因。因此，全方位地測試鋰電池的失效性，提供安全可靠的鋰電池，不論是對(duì)新能源汽車還是智能無人駕駛汽車都顯得尤為重要。