鋰離子電池失效分析

隨著新能源電動汽車的盛行，新能源汽車起火的事件也逐漸增多。大部分新能源汽車安全事故，都是由于動力電池出現(xiàn)了問題。在行業(yè)內，動力電池發(fā)生故障有一種專業(yè)說法，叫電池失效。鋰離子電池失效，指由某些特定的本質原因引起的電池性能衰減或使用性能異常，今天小編帶大家一起了解一下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原因引起的電池性能衰減或使用性能異常。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，嚴重的會引發(fā)起火、爆炸等安全問題。

鋰離子電池失效分析

鋰離子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。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不到使用要求和相關指標，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或者濫用，出現(xiàn)的具有一定安全風險的失效，主要有熱失控、脹氣、漏液、析鋰、短路、膨脹形變等。

電池容量衰減的主要原因在于材料失效，也和電池的制造工藝、使用環(huán)境等客觀因素有不可分割的聯(lián)系。從材料角度來說，造成容量衰減失效的成因有正極材料失效、負極表面SEI過渡生產、電解液失效、集流體失效等等。

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。在電池內部發(fā)生短路期間，兩種電極材料以電子方式在內部互連，導致局部高電流密度。鋰離子電池中發(fā)生內部短路可能是鋰枝晶的形成或壓縮沖擊等情況引起的。長時間的內部短路會導致自放電及局部溫度上升，局部溫度上升產生的影響非常顯著，因為如果溫度超出某一閾值，電解質可能通過放熱反應開始分解，從而引起熱失控，具有潛在的健康和安全隱患。

內阻增大

鋰離子電池內阻與電池內部電子傳輸和離子傳輸過程有關，主要分為歐姆電阻和極化內阻，極化內阻主要由電化學極化引發(fā)，又分為電化學極化和濃差極化。當電池內阻增大時，伴隨而生的還有能量密度下降、電壓功率下降、電池產熱等失效問題。影響其產生的主要因素有電池關鍵材料與電池使用環(huán)境，但關鍵材料產生異常是內阻增大的根本影響因素。

熱失控

“熱失控”是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱升高溫度，這又反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。鋰電池熱失控則是指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。參與“熱失控”反應的是鋰電池中的氧化鈷化學物。加熱這種化學物達到一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。如果暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。為了防止熱失控現(xiàn)象的發(fā)生，一般會采用PTC、安全閥、導熱膜等措施，但更重要的是完善電池在設計、制造的技術，及使用的方法。

減少鋰離子電池失效必須從嚴格把控鋰離子電池生產，確保鋰離子電池的合格質量。要保證鋰電池的質量不僅要確保每道工藝合格正確，還要確保生產環(huán)境達到超低濕的狀態(tài)，想要達到超低濕的狀態(tài)便少不了轉輪除濕機的幫助。

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