什么是鋰離子電池失效?鋰電池失效分析檢測

來源：存能電氣  日期：2020-03-18 11:18  瀏覽量：次

什么是鋰離子電池失效？鋰電池失效分析檢測。在行業內,動力電池發生故障有一種專業說法,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,鋰離子電池失效如何有效分析檢測？請看本文解析。

什么是鋰離子電池失效？

鋰離子電池在生產、運輸、使用過程中會出現某些失效現象，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或其他安全問題。

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。

鋰電池失效過程中常有的隱性失效現象有正負極內短路、析鋰、極片掉粉、隔膜老化、隔膜阻塞、隔膜刺穿、電解液干涸、電解液變性失效、負極溶解、過渡金屬析出(含析銅)、極片毛刺、卷繞(或疊片)異常、容量跳水、電壓異常、電阻過高、循環壽命異常、高/低溫性能異常等。

鋰電池失效分析檢測

對失效分析的關鍵在于選擇合適的測試分析手段，設計合理、有效的失效分析流程，從而挖掘鋰電池在材料制備和制造工藝層面上的失效主要原因，并能提供相關可靠有效的優化建議。對單體鋰電池失效分析的一般途徑可概括為電池外觀檢測、電池無損檢測、電池有損檢測以及綜合分析報告四個分析階段。

作為研究對象的失效鋰電池數量有限，對其進行分析需要考慮到破壞后失去原有失效信息的情形，故需將常用測試分析方法分為“無損”和“有損”。

無損分析是在不破壞鋰電池整體的基礎上，對電池的狀態、性能進行測試和分析，并以測試結果對電池可能出現的失效進行推測，并用于下一步測試的選擇和優化。無損分析技術主要是X射線斷層掃描、超聲波掃描、電化學測量方法等，包括不同條件下的充放電循環測試，電化學交流阻抗，循環伏安法測試等方法。

有損分析是在鋰電池進行不損傷電芯的拆解后，對電池內部關鍵材料進行有針對性的測試分析。包括電池組成的成分分析、形貌分析、結構分析、官能團表征、離子輸運性能分析、微區力學分析、模擬電池的電化學測試分析以及副產物的分析。

鋰離子電池失效分析是源于電池測試分析技術，卻區別一般檢測中心的檢測分析。失效分析的測試分析是建立在實際具體案例上，對不同的失效現象設計恰當的失效策略，選擇合適的測試手段，高效準確獲得電池失效分析原因。