在鋰離子電池生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中，發(fā)現(xiàn)電池性能衰減或使用性能異常，這就是鋰離子電池失效。單一電池失效之后會影響整個電池組的性能和可靠性，甚至?xí)l(fā)起火、爆炸等安全問題。

鋰離子電池失效的原因？

內(nèi)因：電池本身發(fā)生化學(xué)變化，失效的物理、化學(xué)變化本質(zhì)，研究尺度可以追溯到原子、分子尺度，研究失效過程的熱力學(xué)、動力學(xué)變化。

外因：電池外部物理原因?qū)е落囯x子電池失效，重要包括撞擊、針刺、人為破壞等外部因素，通過物理方式導(dǎo)致鋰離子電池失效。

鋰離子電池常見的失效表現(xiàn)？

1

容量衰減失效

若在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)范圍內(nèi)，循環(huán)次數(shù)無法滿足達(dá)到500次時放電容量應(yīng)不低于初始容量的90%，或者循環(huán)次數(shù)達(dá)到1000次時放電容量不應(yīng)低于初始容量的80%的現(xiàn)象均屬于容量衰減失效。這重要是由材料的失效、電池制造工藝、電池使用環(huán)境等客觀因素有關(guān)。

2

內(nèi)短路

鋰離子電池中發(fā)生內(nèi)部短路可能是鋰枝晶的形成或壓縮沖擊等情況引起的，往往會引起鋰離子電池的自放電，容量衰減，局部熱失控以及引起安全事故。

3

內(nèi)阻增大

當(dāng)電池內(nèi)阻增大時，伴隨而生的還有能量密度下降、電壓功率下降、電池產(chǎn)熱等失效問題。影響其出現(xiàn)的重要因素是電池關(guān)鍵材料，此外還與電池使用環(huán)境有關(guān)。

4

產(chǎn)氣

在電池化成工藝過程中消耗電解液形成穩(wěn)定SEI膜所發(fā)生的產(chǎn)氣現(xiàn)象為正常產(chǎn)氣，但是過渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現(xiàn)象屬于異常放氣。常出現(xiàn)在軟包電池中，會造成電池內(nèi)部壓力過大而變形、撐破封裝鋁膜、內(nèi)部電芯接觸問題等。

5

熱失控

鋰離子電池?zé)崾Э厥侵鸽姵貎?nèi)部局部或整體的溫度急速上升熱量不能及時散去，大量積聚在內(nèi)部，并誘發(fā)進(jìn)一步的副反應(yīng)。誘發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э氐囊蛩貫榉钦＿\(yùn)行條件，即濫用、短路、倍率過高、高溫、擠壓以及針刺等。

6

析鋰

析鋰即在電池的負(fù)極表面析出金屬鋰，是一種常見的鋰離子電池老化失效現(xiàn)象。析鋰會使電池內(nèi)部活性鋰離子減少，出現(xiàn)容量衰竭，而且會形成枝晶刺穿隔膜，就會導(dǎo)致局部電流和產(chǎn)熱過大，最終造成電池安全性問題。目前重要是通過加入電解液添加劑、人造SEI、高鹽度電解液、結(jié)構(gòu)化負(fù)極、優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)來抑制析鋰失效的出現(xiàn)。