Introducción simple de la falla de la batería de iones de litio.
Las baterías de iones de litio a menudo fallan en el proceso de uso o almacenamiento, incluida la disminución de la capacidad, el aumento de la resistencia interna, la reducción del rendimiento al duplicar, la producción de gas, las fugas, los cortocircuitos, la deformación, el control térmico, el análisis de litio, etc., lo que reduce seriamente el rendimiento del uso. , fiabilidad y seguridad de las baterías de iones de litio. Estos fenómenos de falla son causados por una compleja interacción de mecanismos químicos y físicos dentro de la batería.
El sistema de baterías de iones de litio es complejo e incluye termodinámica, dinámica, microestructura, interacción y reacción intergrupal, reacción de interfaz de superficie y otros aspectos. El análisis y la comprensión correctos del fenómeno de falla juega un papel importante en el rendimiento y la mejora técnica de las baterías de iones de litio. Este documento presenta la introducción del mecanismo de falla de la batería.
Rendimiento de falla y mecanismo de falla de la batería de iones de litio
decaimiento de la capacidad
Se divide principalmente en dos categorías: disminución de la capacidad reversible y atenuación de la capacidad irreversible. La atenuación de capacidad reversible puede restaurar la capacidad perdida ajustando el sistema de carga y descarga de la batería y mejorando el entorno de uso de la batería; la caída de capacidad irreversible es una pérdida de capacidad irreversible causada por cambios irreversibles dentro de la batería.
La causa principal de la falla de atenuación de la capacidad de la batería es la falla de los materiales y está estrechamente relacionada con factores objetivos como el proceso de fabricación de la batería y el entorno de uso de la batería. Desde el punto de vista del material, las principales causas de la falla incluyen principalmente la falla estructural del material del cátodo, el crecimiento excesivo de la superficie del electrodo negativo SEI, la descomposición y deterioro del electrolito, la corrosión del fluido del colector, las trazas de impurezas del sistema, etc.
Resistencia interna
La resistencia interna de la batería de iones de litio está relacionada con la transmisión electrónica interna y el proceso de transmisión de iones del sistema de la batería, dividido principalmente en resistencia óhmica y resistencia interna de polarización. La resistencia interna de polarización se debe principalmente a la polarización electroquímica, incluida la polarización electroquímica y la polarización diferencial gruesa. Los principales factores que causan el aumento de la resistencia interna de la batería de iones de litio se dividen en materiales clave de la batería y entorno de uso de la batería.
Cortocircuito
El rendimiento del cortocircuito se puede dividir en cuatro categorías:
Cortocircuito entre el líquido colector de cobre / aluminio;
La falla del diafragma pierde el aislamiento electrónico o el micro contacto positivo y negativo del embajador del cambio de brecha, la fiebre local es grave, y luego, en el proceso de carga y descarga adicional, puede extenderse, para formar una pérdida de control térmico;
Las impurezas de metales de transición en la suspensión del cátodo no se eliminan limpias, perforando el diafragma, ni promueven la generación de cristales de litio negativos que conducen al cortocircuito interno;
El cristal de litio provoca un cortocircuito interno.
Además, en el diseño y fabricación de la batería o en el proceso de ensamblaje de la batería, el diseño irrazonable y la presión local excesiva también provocarán un cortocircuito interno; bajo la guía de sobrecarga y liberación excesiva de la batería, cortocircuito interno, principalmente debido a la corrosión del fluido colector, fenómeno de deposición en la superficie del electrodo, los casos graves conectarán polos positivos y negativos a través del diafragma
Producción de gas
La producción de gas de la batería de iones de litio se divide principalmente en producción normal de gas y producción anormal de gas. El fenómeno de producción de gas en el proceso de la batería de la batería es normal. H C2H22, CO2 se produjo mediante la reacción de un solo / doble electrón del éster. La producción anormal de gas se produce principalmente solo en el proceso del ciclo de la batería, el consumo de transición del gas de liberación de electrolito o la liberación de oxígeno del material del cátodo y otros fenómenos, a menudo aparecen en la batería de paquete blando, lo que resulta en una presión interna excesiva de la batería, rompiendo el empaque de aluminio película, problemas de contacto del núcleo interno, etc.
escapes térmicos
El control de fugas térmicas se refiere al rápido aumento de la temperatura local o general dentro de la batería de iones de litio, el calor no se puede dispersar en el tiempo, se acumula una gran cantidad en el interior e induce más reacciones secundarias.
Para evitar problemas de seguridad graves causados por la batería de iones de litio en el control térmico, a menudo se adoptan PTC, válvula de seguridad y película de conducción de calor y otras medidas, y al mismo tiempo, el diseño de la batería, el proceso de fabricación de la batería, el sistema de gestión de la batería, la batería el entorno de uso y otros aspectos necesitan una consideración sistemática.
litioprecipitación
La precipitación de litio es un fenómeno relativamente común de envejecimiento y falla de las baterías de iones de litio. La expresión es principalmente una capa de sustancias de color gris, blanco grisáceo o azul grisáceo que aparecen en la superficie de la hoja del electrodo negativo, que son litio metálico precipitado de la superficie del electrodo negativo.
