鋰離子電池故障的分類及原因

1

鋰離子電池故障分類

為了防止功能衰減和電池安全問題，對鋰離子電池進行失效分析勢在必行。鋰離子電池失效是指由于某些具體的物質原因導致電池功能惡化或運行功能異常。

常見鋰離子電池故障分類

2

鋰離子電池失效的原因

鋰離子電池故障的原因可以分為內部原因和外部原因。

內因重要是指失效的物理和化學變化的本質，研究尺度可以追溯到原子和分子尺度，研究失效過程的熱力學和動力學變化。

外部因素包括沖擊、針刺、腐蝕、高溫滅火、人為損傷等外部因素。

鋰離子電池故障分類及故障原因

鋰離子電池內部故障情況

3.

鋰離子電池常見故障表現及故障機理分析

容量衰減失敗

在標準循環壽命試驗中，500循環時的放電容量應不低于初始容量的90%。或當循環次數達到1000次時，放電容量不應低于初始容量的80%。假如在標準周期內容量急劇下降，則屬于容量衰減失效。

電池容量衰減失效的根源在于數據失效，而數據失效與電池制造技術、電池工作環境等客觀因素密切相關。從數據上看，失效的重要原因有正電極數據的結構失效、負電極外觀的SEI過渡生長、電解液的合成與崩解、集液腐蝕、系統微量雜質等。

正電極數據的結構失效:正電極數據的結構失效包括粒子破碎、不可逆相變、數據無序等。在充放電過程中，由于jahn-teller效應，LiMn2O4的結構會發生扭曲，導致顆粒破碎，顆粒之間的電接觸失效。limn1.5ni0.5o4數據將有相變的四方晶系-立方晶系在充電和放電過程中,雖然LiCoO2數據將導致公司進入李層由于李的過渡和釋放在充電和放電過程中,這將構成分層結構障礙和限制其能力。

負數據失效:石墨電極失效重要發生在石墨表面，石墨表面與電解液發生反應，消耗固體電解液界面相(SEI)。假設過度生長會導致電池內部系統鋰離子含量下降，導致容量衰減。硅陽極材料的失效重要是由于其體積收縮過大而導致循環功能失效。

電解液失效:LiPF6穩定性差，合成簡單，使電解液中可替代的Li+含量降低。它還簡單地與電解液中的微量水發生反應，形成HF，形成電池內部的腐蝕。由于氣密性不足，電解質溶解，電解質粘度和濃度發生變化，導致離子輸運功能急劇下降。

集電極液失效:集電極液腐蝕，集電極液粘附下降。上述電解液失效出現的HF會對集電極液出現腐蝕，出現導電性差的化合物，引起歐姆接觸新增或活性物質失效。在充放電過程中，銅箔以低電位溶解，沉積在正電極表面，稱為銅演化。收集流體失效的常見方法是流體與活性物質之間的分離力不足以導致活性物質的剝離，從而無法為電池供應容量。

內部阻力新增

鋰離子電池內阻的新增會伴隨著能量密度下降、電壓功率下降、電池產熱等故障問題。造成鋰離子電池內阻新增的重要因素分為電池要害數據和電池使用環境。