磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究

來源：存能電氣  日期：2019-07-29 15:17  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究。作為電動(dòng)車具有競爭力的正極材料磷酸鐵鋰吸引了很多的關(guān)注。了解磷酸鐵鋰電池包的失效原因或機(jī)理，對(duì)于提高電池性能及其大規(guī)模生產(chǎn)和使用非常重要。本文綜述了近年來磷酸鐵鋰動(dòng)力電池失效的研究，是一篇對(duì)鐵鋰電池實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用非常有幫助的文章！

　　磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究

　　一、生產(chǎn)過程中的失效

　　在生產(chǎn)過程中，人員、設(shè)備、原料、方法、環(huán)境是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，在磷酸鐵鋰，動(dòng)力電池的生產(chǎn)過程中也不例外，人員和設(shè)備屬于管理的范疇。電極活性材料中的雜質(zhì)對(duì)磷酸鐵鋰電池包造成的失效。在生產(chǎn)過程中，除了生產(chǎn)工藝影響電池性能以外，造成磷酸鐵鋰動(dòng)力電池失效的主要影響因素包括原材料中的雜質(zhì)(包含水)和化成的過程，因此材料的純度、環(huán)境濕度的控制、化成的方式等因素顯得至關(guān)重要。

　　二、化成方式對(duì)鐵鋰電池造成的失效

　　活性鋰離子的不可逆損失首先體現(xiàn)在形成固體電解質(zhì)界面膜過程中消耗的鋰離子。在化成時(shí)，小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻，但耗時(shí)；大電流充電會(huì)造成更多的副反應(yīng)發(fā)生，造成不可逆鋰離子損失加大，負(fù)極界面阻抗也會(huì)增加。

　　三、生產(chǎn)環(huán)境中的水分對(duì)電池造成的失效

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，磷酸鐵鋰電池包不可避免地會(huì)接觸空氣，由于正負(fù)極材料大都是微米或納米級(jí)的顆粒、而電解液中溶劑分子存在電負(fù)性大的羰基和亞穩(wěn)定態(tài)的碳碳雙鍵，都容易吸收空氣中的水分。水分子和電解液中的鋰鹽(尤其是LiPF6)發(fā)生反應(yīng)，不僅分解消耗了電解質(zhì)（分解形成PF5)，還會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)HF。而PF5和HF都會(huì)破壞SEI膜，HF還會(huì)促進(jìn)LiFePO4活性物質(zhì)的腐蝕。

　　四、擱置中的失效

　　在動(dòng)力鐵鋰電池的使用壽命中，其大部分時(shí)間都是處于擱置狀態(tài)，一般經(jīng)過長時(shí)間的擱置后，電池性能會(huì)發(fā)生下降，一般表現(xiàn)出內(nèi)阻增大、電壓降低及放電容量下降等。造成鋰電池包性能下降的因素有很多，其中溫度、荷電狀態(tài)和時(shí)間是最明顯的影響因素。

　　五、循環(huán)使用中的失效

　　磷酸鐵鋰電池在使用的過程中一般是放熱的，因此溫度的影響很重要。除此之外，路況、使用方式、環(huán)境溫度等都會(huì)有不同的影響。在使用過程中，LiFePO4電極、石墨負(fù)極的退化及SEI膜的不斷生長，不同程度地造成電池失效。

　　六、充電與放電過程中的失效

　　雖然在不同的充電狀態(tài)下，相比于其它正極材料，LiFePO4的熱穩(wěn)定性是最好的，但是過充還會(huì)引發(fā)LiFePO4動(dòng)力電池在使用過程中的不安全隱患。在過充的條件下引發(fā)磷酸鐵鋰電池失效的最主要的原因之一就是鋰晶枝刺破隔膜引發(fā)的內(nèi)部短路。

　　以上就是磷酸鐵鋰電池包的失效原因研究，為了避免上述出現(xiàn)的性能衰減和電池安全問題，開展鋰電池失效分析勢(shì)在必行。鋰電池包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，分為性能失效和安全性失效。