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锂电池常见失效性能及失效机理分析

来源:其他信息时间:2023-02-07 预览: 受欢迎:储能电池工厂

　　 Lithium Battery GN72100

容量衰减故障：

》标准循环寿命试验时，循环次数达到500次时的放电容量不应低于初始容量的90%。或循环次数时放电容量不应低于初始容量的初始容量达到 1,000 次。” 在内部，容量急剧下降的现象是容量衰减故障。电池容量衰减的根本原因是材料失效，与电池制造工艺、电池使用环境等客观因素密切相关。从材料上看，失效的主要原因是正极材料的结构失效、负极表面SEI的过渡生长、电解液分裂和劣化、流腐蚀、体系微量杂质等。

正极材料结构失效：

正极材料结构的破坏包括正极材料颗粒的破碎、不可逆相的转变、材料的无序。 Limn2O4在充放电过程中会因Jahn-Teller效应导致结构发生扰动，甚至发生颗粒破碎，导致颗粒间电接触失效。 Limn1.5NI0.5O4 材料在充放电过程中会发生变化。将发生“方晶系-立方晶系”的转变。由于由LI过渡到充放电过程，限制了它的容量发挥。

负极材料失效：

石墨电极的失效主要发生在石墨表面，石墨表面与电解液反应，产生固体电解质界面（SEI）。如果过度增长，会导致电池内部系统中锂离子含量减少，结果就是容量衰减。硅负极材料的失败主要是由于其巨大的体积膨胀。

电解液故障：

LIPF6的稳定性较差，容易分解降低电解液中的li+含量。在电解液中也容易与微量反应生成氢氟酸，引起电池内部腐蚀。气密性差导致电解液劣化，电解液粘度和色度发生变化，最终导致离子传输性能急剧下降。

收藏家的文化：

stream 的分流和 collector 的聚合减少。电解液失效产生的氢氟酸会腐蚀集电极，生成导电性差的化合物，导致接触增加或活性物质失效。充电过程中，铜箔在低电位下溶解，沉积在正极表面。这就是所谓的“析铜”。流集合的常见形式是流与活性物质的结合力不足以导致活性物质剥离，不能为电池提供容量。

内阻增加：

锂电池的内阻伴随着能量密度下降、电压和功率下降、电池生产等失效。导致锂离子电池内阻增加的主要因素分为关键材料和电池使用环境。

电池关键材料：正极材料的微裂纹和破碎、负极材料的破坏和表面SEI过度、电解液老化、流动体流动的活性物质、与活性材料接触的差异和导电助剂（包括导电助剂流失)、电助剂流失)、隔膜缩孔堵塞、电池极耳焊接异常。

电池使用环境：环境温度过高、过充、大功率充电、制造工艺和电池设计结构。

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