鉅大LARGE | 點擊量:804次 | 2021年02月01日
磷酸鐵鋰離子電池包失效原因分析
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)量的重要因素,在磷酸鐵鋰,動力鋰電池的生產(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)對磷酸鐵鋰離子電池包造成的失效。在生產(chǎn)過程中,除了生產(chǎn)工藝影響電池性能以外,造成磷酸鐵鋰動力鋰電池失效的重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、化成方式對鐵鋰離子電池造成的失效
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,小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻,但耗時;大電流充電會造成更多的副反應(yīng)發(fā)生,造成不可逆鋰離子損失加大,負(fù)極界面阻抗也會新增。
三、生產(chǎn)環(huán)境中的水分對電池造成的失效
在實際生產(chǎn)中,磷酸鐵鋰離子電池包不可防止地會接觸空氣,由于正負(fù)極材料大都是微米或納米級的顆粒、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),還會出現(xiàn)酸性物質(zhì)HF。而PF5和HF都會破壞SEI膜,HF還會促進(jìn)LiFePO4活性物質(zhì)的腐蝕。
四、擱置中的失效
在動力鐵鋰離子電池的使用壽命中,其大部分時間都是處于擱置狀態(tài),一般經(jīng)過長時間的擱置后,電池性能會發(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。造成鋰離子電池包性能下降的因素有很多,其中溫度、荷電狀態(tài)和時間是最明顯的影響因素。
五、循環(huán)使用中的失效
磷酸鐵鋰離子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。
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