鉅大LARGE | 點擊量:1986次 | 2019年12月11日
鋰電池失效的原因是什么?
失效分析很簡單,主要包括:明確分析對象,確定失效模式,研究失效機理,判定失效原因,提出預防措施(包括設計改進)。
一樁失效事件不論是屬于大事故還是小故障,其原因總是包括操作人員、機械設備系統(tǒng)、材料、制造工藝、環(huán)境和管理6個方面,解決方法如下。
第一,比較方法。選擇一個沒有失效的并能與失效系統(tǒng)進行相互比較的系統(tǒng),以便從中找出差異。這樣將有利于盡快找出失效的原因。
第二,歷史方法。歷史方法的客觀依據,是物質世界的運動變化和因果制約性。就是根據設備在同樣服役條件下,過去表現的情況和變化規(guī)律,來推斷現在失效的可能原因。
第三,邏輯方法。就是根據背景資料(設計、材料、制造的情況等)和失效現場調查材料以及分析、測試獲得的信息進行分析、比較、綜合、歸納,做出判斷和推論,進而得出可能的失效原因。
針對鋰電池失效來講,主要分兩類:性能失效和安全性失效。
性能失效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(huán)壽命短、倍率性能差、一致性差、易自放電、高低溫性能衰減等。
安全性失效是鋰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。
然而從根本上說,失效歸根結底是材料性能與結構被破壞。
筆者是材料碩士出身,深知牛逼偉大的創(chuàng)造,背后都是材料的革新。
材料失效主要指材料結構、性質、形貌等發(fā)生異常和材料間失配。
舉個例子,正極材料因局部Li+脫嵌速率不一致導致材料所受應力不均而產生的顆粒破碎。硅負極材料因充放電過程中發(fā)生體積膨脹收縮而出現的破碎粉化,電解液受到濕度溫度的影響發(fā)生分解或變質,石墨負極與電解液中添加劑的碳酸丙烯酯(PC)發(fā)生的溶劑共嵌入問題,N/P(負極片容量與正極片容量的比值)過小導致的析鋰。
對現今銷量還行的電動汽車和混合動力車來說,其核心技術就是電池。與3C消費類電池比較,動力電池雖然價格高、安全性能差,但比能量大、循環(huán)壽命長,應用場景更廣闊。
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