磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究

來源：存能電氣  日期：2019-07-29 15:17  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究。作為電動車具有競爭力的正極材料磷酸鐵鋰吸引了很多的關注。了解磷酸鐵鋰電池包的失效原因或機理，對于提高電池性能及其大規(guī)模生產(chǎn)和使用非常重要。本文綜述了近年來磷酸鐵鋰動力電池失效的研究，是一篇對鐵鋰電池實際生產(chǎn)應用非常有幫助的文章！

　　磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究

　　一、生產(chǎn)過程中的失效

　　在生產(chǎn)過程中，人員、設備、原料、方法、環(huán)境是影響產(chǎn)品質量的主要因素，在磷酸鐵鋰，動力電池的生產(chǎn)過程中也不例外，人員和設備屬于管理的范疇。電極活性材料中的雜質對磷酸鐵鋰電池包造成的失效。在生產(chǎn)過程中，除了生產(chǎn)工藝影響電池性能以外，造成磷酸鐵鋰動力電池失效的主要影響因素包括原材料中的雜質(包含水)和化成的過程，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重要。

　　二、化成方式對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)在形成固體電解質界面膜過程中消耗的鋰離子。在化成時，小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻，但耗時；大電流充電會造成更多的副反應發(fā)生，造成不可逆鋰離子損失加大，負極界面阻抗也會增加。

　　三、生產(chǎn)環(huán)境中的水分對電池造成的失效

　　在實際生產(chǎn)中，磷酸鐵鋰電池包不可避免地會接觸空氣，由于正負極材料大都是微米或納米級的顆粒、而電解液中溶劑分子存在電負性大的羰基和亞穩(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，不僅分解消耗了電解質（分解形成PF5)，還會產(chǎn)生酸性物質HF。而PF5和HF都會破壞SEI膜，HF還會促進LiFePO4活性物質的腐蝕。

　　四、擱置中的失效

　　在動力鐵鋰電池的使用壽命中，其大部分時間都是處于擱置狀態(tài)，一般經(jīng)過長時間的擱置后，電池性能會發(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)境溫度等都會有不同的影響。在使用過程中，LiFePO4電極、石墨負極的退化及SEI膜的不斷生長，不同程度地造成電池失效。

　　六、充電與放電過程中的失效

　　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，但是過充還會引發(fā)LiFePO4動力電池在使用過程中的不安全隱患。在過充的條件下引發(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。

　　以上就是磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究，為了避免上述出現(xiàn)的性能衰減和電池安全問題，開展鋰電池失效分析勢在必行。鋰電池包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。