鋰離子電池失效表現(xiàn)

(1)容量衰減：離子電池的容量衰減重要分可逆容量衰減和不可逆容量衰減兩類。可逆容量衰減可以通過調(diào)整電池充放電制度和改善電池使用環(huán)境等措施使損失的容量恢復；而不可逆容量衰減是電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的改變出現(xiàn)了不可恢復的容量損失。電池容量衰減失效的根源在于材料的失效，同時與電池制造工藝、電池使用環(huán)境等客觀因素有緊密聯(lián)系。從材料角度看，造成失效的原因重要有正極材料的結(jié)構(gòu)失效、負極表面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。

(2)內(nèi)阻增大：鋰離子電池的內(nèi)阻與電池體系內(nèi)部電子傳輸和離子傳輸過程有關(guān)，重要分為歐姆電阻和極化內(nèi)阻，其中極化內(nèi)阻重要由電化學極化導致，存在電化學極化和濃差極化兩種。導致鋰離子電池內(nèi)阻增大的重要因素分為電池關(guān)鍵材料和電池使用環(huán)境。我國科學技術(shù)大學闕永春等利用同步輻射技術(shù)提出過渡元素的跳躍機理是電勢滯后和電壓衰減的原因:說明了在電池體系內(nèi)部，關(guān)鍵材料的異常是內(nèi)阻增大和電池極化的根本影響因素。

(3)內(nèi)短路：短路的表現(xiàn)可分為：①銅/鋁集流體之間的短路；②隔膜失效失去電子絕緣性或空隙變大使正、負極微接觸，出現(xiàn)局部發(fā)熱嚴重，再進一步充放電過程中，可能向四周擴散，形成熱失控；③正極漿料中過渡金屬雜質(zhì)未去除干凈，刺穿隔膜、或促使負極鋰枝晶生成導致內(nèi)短路；④鋰枝晶導致內(nèi)短路的發(fā)生。此外，在電池設(shè)計制造或電池組組裝過程上，不合理的設(shè)計和局部壓力過大也會導致內(nèi)短路。例如由韓國媒體SBS報道SamsungNote7起火爆炸原因中指出內(nèi)部擠壓導致的正、負極接觸導致內(nèi)短路，進而引起電池的熱失控。電池過充和過放的誘導下，也會出現(xiàn)內(nèi)短路，重要是由于其中集流體腐蝕，在電極表面出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，嚴重的情況會通過隔膜連通正負極

(4)產(chǎn)氣：鋰離子電池產(chǎn)氣重要分為正常產(chǎn)氣與異常產(chǎn)氣。在電池化成工藝過程中消耗電解液形成穩(wěn)定SEI膜所發(fā)生的產(chǎn)氣現(xiàn)象為正常產(chǎn)氣。化成階段產(chǎn)氣重要為由酯類單/雙電子反應(yīng)出現(xiàn)了H2、CO2、C2H2等。異常產(chǎn)氣重要是只在電池循環(huán)過程中，過渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現(xiàn)象，常出現(xiàn)在軟包電池中，造成電池內(nèi)部壓力過大而變形、撐破封裝鋁膜、內(nèi)部電芯接觸問題等。

(5)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散去，大量積聚在內(nèi)部，并誘發(fā)進一步的副反應(yīng)。離子電池內(nèi)部常見的熱行為。為了防止鋰離子電池在熱失控造成嚴重的安全問題，常采用PTC、安全閥、導熱膜等措施，同時在電池的設(shè)計、電池制造過程、電池管理系統(tǒng)、電池使用環(huán)境等方面都要進行系統(tǒng)性的考慮。