什么是鋰離子電池失效?鋰電池失效分析檢測(cè)

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-03-18 11:18  瀏覽量：次

什么是鋰離子電池失效？鋰電池失效分析檢測(cè)。在行業(yè)內(nèi),動(dòng)力電池發(fā)生故障有一種專業(yè)說(shuō)法,叫電池失效。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,鋰離子電池失效如何有效分析檢測(cè)？請(qǐng)看本文解析。

什么是鋰離子電池失效？

鋰離子電池在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)某些失效現(xiàn)象，而且單一電池失效之后會(huì)影響整個(gè)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(wèn)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(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離子電池由于使用不當(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。

鋰電池失效過(guò)程中常有的隱性失效現(xiàn)象有正負(fù)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(fù)極溶解、過(guò)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(guò)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(cè)

對(duì)失效分析的關(guān)鍵在于選擇合適的測(cè)試分析手段，設(shè)計(jì)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(duì)單體鋰電池失效分析的一般途徑可概括為電池外觀檢測(cè)、電池?zé)o損檢測(cè)、電池有損檢測(cè)以及綜合分析報(bào)告四個(gè)分析階段。

作為研究對(duì)象的失效鋰電池?cái)?shù)量有限，對(duì)其進(jìn)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(cè)試分析方法分為“無(wú)損”和“有損”。

無(wú)損分析是在不破壞鋰電池整體的基礎(chǔ)上，對(duì)電池的狀態(tài)、性能進(jìn)行測(cè)試和分析，并以測(cè)試結(jié)果對(duì)電池可能出現(xiàn)的失效進(jìn)行推測(cè)，并用于下一步測(cè)試的選擇和優(yōu)化。無(wú)損分析技術(shù)主要是X射線斷層掃描、超聲波掃描、電化學(xué)測(cè)量方法等，包括不同條件下的充放電循環(huán)測(cè)試，電化學(xué)交流阻抗，循環(huán)伏安法測(cè)試等方法。

有損分析是在鋰電池進(jìn)行不損傷電芯的拆解后，對(duì)電池內(nèi)部關(guān)鍵材料進(jìn)行有針對(duì)性的測(cè)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(tuán)表征、離子輸運(yùn)性能分析、微區(qū)力學(xué)分析、模擬電池的電化學(xué)測(cè)試分析以及副產(chǎn)物的分析。

鋰離子電池失效分析是源于電池測(cè)試分析技術(shù)，卻區(qū)別一般檢測(cè)中心的檢測(cè)分析。失效分析的測(cè)試分析是建立在實(shí)際具體案例上，對(duì)不同的失效現(xiàn)象設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)氖Р呗裕x擇合適的測(cè)試手段，高效準(zhǔn)確獲得電池失效分析原因。