Introduction simple de la défaillance de la batterie lithium-ion
Les batteries lithium-ion échouent souvent dans le processus d'utilisation ou de stockage, y compris la diminution de la capacité, l'augmentation de la résistance interne, le doublement de la réduction des performances, la production de gaz, les fuites, les courts-circuits, la déformation, le contrôle thermique, l'analyse du lithium, etc., ce qui réduit considérablement les performances d'utilisation , la fiabilité et la sécurité des batteries lithium-ion. Ces phénomènes de défaillance sont causés par une interaction complexe de mécanismes chimiques et physiques au sein de la batterie.
Le système de batterie lithium-ion est complexe, impliquant la thermodynamique, la dynamique, la microstructure, l'interaction et la réaction intergroupes, la réaction d'interface de surface et d'autres aspects. L'analyse et la compréhension correctes du phénomène de défaillance jouent un rôle important dans les performances et l'amélioration technique des batteries lithium-ion. Cet article présente l'introduction du mécanisme de défaillance de la batterie.
Performances de défaillance et mécanisme de défaillance de la batterie lithium-ion
baisse de capacité
Il est principalement divisé en deux catégories : la décroissance de capacité réversible et l'atténuation de capacité irréversible. L'atténuation réversible de la capacité peut restaurer la capacité perdue en ajustant le système de charge et de décharge de la batterie et en améliorant l'environnement d'utilisation de la batterie ; la perte de capacité irréversible est une perte de capacité irréversible causée par des changements irréversibles à l'intérieur de la batterie.
La cause première de la défaillance de l'atténuation de la capacité de la batterie réside dans la défaillance des matériaux, et elle est étroitement liée à des facteurs objectifs tels que le processus de fabrication de la batterie et l'environnement d'utilisation de la batterie. Du point de vue matériel, les principales causes de défaillance incluent principalement la défaillance structurelle du matériau de la cathode, la prolifération de la surface de l'électrode négative SEI, la décomposition et la détérioration de l'électrolyte, la corrosion du fluide collecteur, les traces d'impuretés du système, etc.
Résistance interne
La résistance interne de la batterie lithium-ion est liée au processus de transmission électronique interne et de transmission ionique du système de batterie, principalement divisé en résistance ohmique et résistance interne de polarisation. La résistance interne de polarisation est principalement causée par la polarisation électrochimique, y compris la polarisation électrochimique et la polarisation différentielle épaisse. Les principaux facteurs provoquant l'augmentation de la résistance interne de la batterie lithium-ion sont divisés en matériaux de batterie clés et environnement d'utilisation de la batterie.
Court-circuit
Les performances du court-circuit peuvent être divisées en quatre catégories :
Court-circuit entre le fluide collecteur cuivre/aluminium ;
La défaillance du diaphragme perd l'isolation électronique ou le changement d'espace ambassadeur micro contact positif et négatif, la fièvre locale est grave, puis dans le processus de charge et de décharge supplémentaires, peut se propager, former une perte de contrôle thermique ;
Les impuretés de métal de transition dans la suspension cathodique ne sont pas éliminées proprement, perçant le diaphragme ou favorisant la génération de cristal de lithium négatif conduisant au court-circuit interne ;
Le cristal de lithium conduit un court-circuit interne.
De plus, dans le processus de conception et de fabrication de la batterie ou d'assemblage de la batterie, une conception déraisonnable et une pression locale excessive entraîneront également un court-circuit interne ; sous la direction de la surcharge et de la libération excessive de la batterie, court-circuit interne, principalement dû à la corrosion du fluide collecteur, phénomène de dépôt sur la surface de l'électrode, les cas graves connecteront les pôles positifs et négatifs à travers le diaphragme
Production de gaz
La production de gaz de la batterie lithium-ion est principalement divisée en production de gaz normale et production de gaz anormale. Le phénomène de production de gaz dans le processus de batterie est normal. H C2H22, CO2 a été produit par réaction ester simple/double électron. La production anormale de gaz n'est principalement que dans le processus de cycle de la batterie, la consommation de transition du gaz de libération d'électrolyte ou de la libération d'oxygène du matériau cathodique et d'autres phénomènes apparaissent souvent dans la batterie souple, entraînant une pression interne excessive de la batterie, brisant l'aluminium de l'emballage film, problèmes de contact avec le noyau interne, etc.
emballement thermique
Le contrôle de l'emballement thermique fait référence à l'augmentation rapide de la température locale ou globale à l'intérieur de la batterie lithium-ion, la chaleur ne peut pas être dispersée dans le temps, une grande quantité s'accumule à l'intérieur et induit d'autres réactions secondaires.
Afin d'éviter de graves problèmes de sécurité causés par la batterie lithium-ion dans le contrôle thermique, le PTC, la soupape de sécurité et le film de conduction thermique et d'autres mesures sont souvent adoptés, et en même temps, la conception de la batterie, le processus de fabrication de la batterie, le système de gestion de la batterie, la batterie l'environnement d'utilisation et d'autres aspects nécessitent un examen systématique.
lithiumprécipitation
La précipitation du lithium est un phénomène relativement courant de vieillissement et de défaillance des batteries lithium-ion. L'expression est principalement une couche de substances grises, gris-blanc ou gris-bleu apparaissant à la surface de la feuille d'électrode négative, qui sont du lithium métallique précipité à partir de la surface de l'électrode négative.
