什么是锂离子电池失效?锂电池失效分析检测

来源：存能电气  日期：2020-03-18 11:18  浏览量：次

什么是锂离子电池失效？锂电池失效分析检测。在行业内,动力电池发生故障有一种专业说法,叫电池失效。锂离子电池失效,指由某些特定的本质原因引起的电池性能衰减或使用性能异常,锂离子电池失效如何有效分析检测？请看本文解析。

什么是锂离子电池失效？

锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象，而且单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性，甚至会导致电池组停止工作或其他安全问题。

锂离子电池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。锂电池的失效主要分为两类:一类为性能失效,另一类为安全性失效。

性能失效指的是锂电池的性能达不到使用要求和相关指标,主要有容量衰减或跳水、循环寿命短、倍率性能差、一致性差、易自放电、高低温性能衰减等;

安全性失效指的是锂离子电池由于使用不当或者滥用,出现的具有一定安全风险的失效,主要有热失控、胀气、漏液、析锂、短路、膨胀形变等。

锂电池失效过程中常有的隐性失效现象有正负极内短路、析锂、极片掉粉、隔膜老化、隔膜阻塞、隔膜刺穿、电解液干涸、电解液变性失效、负极溶解、过渡金属析出(含析铜)、极片毛刺、卷绕(或叠片)异常、容量跳水、电压异常、电阻过高、循环寿命异常、高/低温性能异常等。

锂电池失效分析检测

对失效分析的关键在于选择合适的测试分析手段，设计合理、有效的失效分析流程，从而挖掘锂电池在材料制备和制造工艺层面上的失效主要原因，并能提供相关可靠有效的优化建议。对单体锂电池失效分析的一般途径可概括为电池外观检测、电池无损检测、电池有损检测以及综合分析报告四个分析阶段。

作为研究对象的失效锂电池数量有限，对其进行分析需要考虑到破坏后失去原有失效信息的情形，故需将常用测试分析方法分为“无损”和“有损”。

无损分析是在不破坏锂电池整体的基础上，对电池的状态、性能进行测试和分析，并以测试结果对电池可能出现的失效进行推测，并用于下一步测试的选择和优化。无损分析技术主要是X射线断层扫描、超声波扫描、电化学测量方法等，包括不同条件下的充放电循环测试，电化学交流阻抗，循环伏安法测试等方法。

有损分析是在锂电池进行不损伤电芯的拆解后，对电池内部关键材料进行有针对性的测试分析。包括电池组成的成分分析、形貌分析、结构分析、官能团表征、离子输运性能分析、微区力学分析、模拟电池的电化学测试分析以及副产物的分析。

锂离子电池失效分析是源于电池测试分析技术，却区别一般检测中心的检测分析。失效分析的测试分析是建立在实际具体案例上，对不同的失效现象设计恰当的失效策略，选择合适的测试手段，高效准确获得电池失效分析原因。