Pengenalan sederhana kegagalan baterai lithium-ion
Baterai lithium-ion sering gagal dalam proses penggunaan atau penyimpanan, termasuk pembusukan kapasitas, peningkatan resistensi internal, menggandakan pengurangan kinerja, produksi gas, kebocoran, korsleting, deformasi, kontrol termal, analisis lithium, dll., Yang secara serius mengurangi kinerja penggunaan, keandalan dan keamanan baterai lithium-ion. Fenomena kegagalan ini disebabkan oleh interaksi kompleks mekanisme kimia dan fisik di dalam baterai.
Sistem baterai lithium-ion sangat kompleks, melibatkan termodinamika, dinamika, struktur mikro, interaksi dan reaksi antarkelompok, reaksi antarmuka permukaan dan aspek lainnya. Analisis dan pemahaman yang benar tentang fenomena kegagalan memainkan peran penting dalam kinerja dan peningkatan teknis baterai lithium-ion. Makalah ini memperkenalkan pengenalan mekanisme kegagalan baterai.
Kinerja kegagalan dan mekanisme kegagalan baterai lithium-ion
pembusukan kapasitas
Hal ini terutama dibagi menjadi dua kategori: peluruhan kapasitas reversibel dan pelembelan kapasitas ireversibel. Peletenan kapasitas reverversible dapat mengembalikan kapasitas yang hilang dengan menyesuaikan sistem pengisian dan pelepasan baterai dan meningkatkan lingkungan penggunaan baterai; Peluruhan kapasitas ireversibel adalah kehilangan kapasitas ireversibel yang disebabkan oleh perubahan ireversibel di dalam baterai.
Akar penyebab kegagalan pelenasan kapasitas baterai adalah kegagalan bahan, dan terkait erat dengan faktor objektif seperti proses pembuatan baterai dan lingkungan penggunaan baterai. Dari sudut pandang material, penyebab utama kegagalan terutama termasuk kegagalan struktural bahan katoda, pertumbuhan berlebih dari permukaan elektroda negatif SEI, dekomposisi elektrolit dan kerusakan, korosi cairan kolektor, kotoran jejak sistem, dll.
Resistensi internal
Resistensi internal baterai lithium-ion terkait dengan transmisi elektronik internal dan proses transmisi ion dari sistem baterai, terutama dibagi menjadi resistensi ohmik dan ketahanan internal polarisasi. Polarisasi resistensi internal terutama disebabkan oleh polarisasi elektrokimia, termasuk polarisasi elektrokimia dan polarisasi diferensial tebal. Faktor utama yang menyebabkan peningkatan resistensi internal baterai lithium-ion dibagi menjadi bahan baterai utama dan lingkungan penggunaan baterai.
Korsleting
Kinerja korsleting dapat dibagi menjadi empat kategori:
Korsleting antara cairan pengumpul tembaga / aluminium;
Kegagalan diafragma kehilangan insulasi elektronik atau kesenjangan perubahan duta kontak mikro positif dan negatif, demam lokal serius, dan kemudian dalam proses muatan dan pelepasan lebih lanjut, dapat menyebar, untuk membentuk hilangnya kontrol termal;
Kotoran logam transisi dalam bubur katoda tidak dihapus bersih, menusuk diafragma, atau mempromosikan generasi kristal lithium negatif yang mengarah ke korsleting internal;
Kristal lithium memimpin korsleting internal.
Selain itu, dalam desain baterai dan proses perakitan atau perakitan paket baterai, desain yang tidak masuk akal dan tekanan lokal yang berlebihan juga akan menyebabkan korsleting internal; di bawah bimbingan overcharging dan overrelease baterai, korsleting internal, terutama karena korosi cairan kolektor, fenomena deposisi pada permukaan elektroda, kasus serius akan menghubungkan kutub positif dan negatif melalui diafragma
Produksi Gas
Produksi gas baterai lithium-ion terutama dibagi menjadi produksi gas normal dan produksi gas abnormal. Fenomena produksi gas dalam proses baterai adalah hal yang wajar. H C2H22, CO2 dihasilkan oleh reaksi elektron tunggal / ganda ester. Produksi gas abnormal terutama hanya dalam proses siklus baterai, konsumsi transisi gas pelepasan elektrolit atau pelepasan oksigen bahan katoda dan fenomena lainnya, sering muncul dalam baterai paket lunak, menghasilkan tekanan internal baterai yang berlebihan, memecahkan film aluminium kemasan, masalah kontak inti internal, dll.
pelarian termal
Kontrol pelarian termal mengacu pada kenaikan suhu lokal atau keseluruhan yang cepat di dalam baterai lithium ion, panas tidak dapat tersebar tepat waktu, sejumlah besar terakumulasi di interior, dan menginduksi reaksi sekunder lebih lanjut.
Untuk mencegah masalah keamanan serius yang disebabkan oleh baterai lithium-ion dalam kontrol termal, PTC, katup pengaman dan film konduksi panas dan langkah-langkah lain sering diadopsi, dan pada saat yang sama, desain baterai, proses pembuatan baterai, sistem manajemen baterai, lingkungan penggunaan baterai dan aspek lainnya perlu pertimbangan sistematis.
litiumcuaca
Lithium presipitasi adalah fenomena yang relatif umum dari penuaan baterai lithium-ion dan kegagalan. Ekspresi ini terutama lapisan zat abu-abu, abu-abu-putih, atau abu-abu-biru muncul di permukaan lembaran elektroda negatif, yang merupakan lithium logam yang diendapkan dari permukaan elektroda negatif.
