磷酸铁锂电池包的失效原因研究

来源：存能电气  日期：2019-07-29 15:17  浏览量：次

　　磷酸铁锂电池包的失效原因研究。作为电动车具有竞争力的正极材料磷酸铁锂吸引了很多的关注。了解磷酸铁锂电池包的失效原因或机理，对于提高电池性能及其大规模生产和使用非常重要。本文综述了近年来磷酸铁锂动力电池失效的研究，是一篇对铁锂电池实际生产应用非常有帮助的文章！

　　磷酸铁锂电池包的失效原因研究

　　一、生产过程中的失效

　　在生产过程中，人员、设备、原料、方法、环境是影响产品质量的主要因素，在磷酸铁锂，动力电池的生产过程中也不例外，人员和设备属于管理的范畴。电极活性材料中的杂质对磷酸铁锂电池包造成的失效。在生产过程中，除了生产工艺影响电池性能以外，造成磷酸铁锂动力电池失效的主要影响因素包括原材料中的杂质(包含水)和化成的过程，因此材料的纯度、环境湿度的控制、化成的方式等因素显得至关重要。

　　二、化成方式对铁锂电池造成的失效

　　活性锂离子的不可逆损失首先体现在形成固体电解质界面膜过程中消耗的锂离子。在化成时，小电流充电形成的SEI膜的组成和厚度均匀，但耗时；大电流充电会造成更多的副反应发生，造成不可逆锂离子损失加大，负极界面阻抗也会增加。

　　三、生产环境中的水分对电池造成的失效

　　在实际生产中，磷酸铁锂电池包不可避免地会接触空气，由于正负极材料大都是微米或纳米级的颗粒、而电解液中溶剂分子存在电负性大的羰基和亚稳定态的碳碳双键，都容易吸收空气中的水分。水分子和电解液中的锂盐(尤其是LiPF6)发生反应，不仅分解消耗了电解质（分解形成PF5)，还会产生酸性物质HF。而PF5和HF都会破坏SEI膜，HF还会促进LiFePO4活性物质的腐蚀。

　　四、搁置中的失效

　　在动力铁锂电池的使用寿命中，其大部分时间都是处于搁置状态，一般经过长时间的搁置后，电池性能会发生下降，一般表现出内阻增大、电压降低及放电容量下降等。造成锂电池包性能下降的因素有很多，其中温度、荷电状态和时间是最明显的影响因素。

　　五、循环使用中的失效

　　磷酸铁锂电池在使用的过程中一般是放热的，因此温度的影响很重要。除此之外，路况、使用方式、环境温度等都会有不同的影响。在使用过程中，LiFePO4电极、石墨负极的退化及SEI膜的不断生长，不同程度地造成电池失效。

　　六、充电与放电过程中的失效

　　虽然在不同的充电状态下，相比于其它正极材料，LiFePO4的热稳定性是最好的，但是过充还会引发LiFePO4动力电池在使用过程中的不安全隐患。在过充的条件下引发磷酸铁锂电池失效的最主要的原因之一就是锂晶枝刺破隔膜引发的内部短路。

　　以上就是磷酸铁锂电池包的失效原因研究，为了避免上述出现的性能衰减和电池安全问题，开展锂电池失效分析势在必行。锂电池包的失效是指由某些特定的本质原因导致电池性能衰减或使用性能异常，分为性能失效和安全性失效。