Semplice introduzione del guasto della batteria agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio spesso falliscono nell'uso o nel processo di conservazione, compreso il decadimento della capacità, l'aumento della resistenza interna, la riduzione del raddoppio delle prestazioni, la produzione di gas, le perdite, il cortocircuito, la deformazione, il controllo termico, l'analisi del litio, ecc., il che riduce seriamente le prestazioni d'uso , affidabilità e sicurezza delle batterie agli ioni di litio. Questi fenomeni di guasto sono causati da una complessa interazione di meccanismi chimici e fisici all'interno della batteria.
Il sistema di batterie agli ioni di litio è complesso e coinvolge termodinamica, dinamica, microstruttura, interazione e reazione intergruppo, reazione di interfaccia superficiale e altri aspetti. La corretta analisi e comprensione del fenomeno dei guasti gioca un ruolo importante nelle prestazioni e nel miglioramento tecnico delle batterie agli ioni di litio. Questo documento introduce l'introduzione del meccanismo di guasto della batteria.
Prestazioni di guasto e meccanismo di guasto della batteria agli ioni di litio
decadimento della capacità
Si divide principalmente in due categorie: decadimento reversibile della capacità e attenuazione irreversibile della capacità. L'attenuazione reversibile della capacità può ripristinare la capacità persa regolando il sistema di carica e scarica della batteria e migliorando l'ambiente di utilizzo della batteria; il decadimento irreversibile della capacità è una perdita irreversibile di capacità causata da cambiamenti irreversibili all'interno della batteria.
La causa principale del guasto dell'attenuazione della capacità della batteria è nel guasto dei materiali ed è strettamente correlata a fattori oggettivi come il processo di produzione della batteria e l'ambiente di utilizzo della batteria. Dal punto di vista del materiale, le principali cause del guasto includono principalmente il cedimento strutturale del materiale del catodo, la crescita eccessiva della superficie dell'elettrodo negativo SEI, la decomposizione e il deterioramento dell'elettrolita, la corrosione del fluido del collettore, le impurità delle tracce del sistema, ecc.
Resistenza interna
La resistenza interna della batteria agli ioni di litio è correlata alla trasmissione elettronica interna e al processo di trasmissione ionica del sistema di batterie, suddivisa principalmente in resistenza ohmica e resistenza interna di polarizzazione. La resistenza interna di polarizzazione è principalmente causata dalla polarizzazione elettrochimica, inclusa la polarizzazione elettrochimica e la polarizzazione differenziale spessa. I principali fattori che causano l'aumento della resistenza interna della batteria agli ioni di litio sono suddivisi in materiali chiave della batteria e ambiente di utilizzo della batteria.
Corto circuito
Le prestazioni del cortocircuito possono essere suddivise in quattro categorie:
Cortocircuito tra il fluido collettore rame/alluminio;
Il guasto del diaframma perde l'isolamento elettronico o il micro contatto positivo e negativo del cambiamento di gap ambasciatore, la febbre locale è grave e quindi nel processo di ulteriore carica e scarica, può diffondersi intorno, per formare una perdita di controllo termico;
Le impurità del metallo di transizione nell'impasto liquido del catodo non vengono rimosse in modo pulito, perforando il diaframma o promuovono la generazione di cristalli di litio negativi che portano al cortocircuito interno;
Il cristallo di litio provoca un cortocircuito interno.
Inoltre, nella progettazione e produzione della batteria o nel processo di assemblaggio del pacco batteria, un design irragionevole e un'eccessiva pressione locale porteranno anche a cortocircuiti interni; sotto la guida del sovraccarico e del rilascio eccessivo della batteria, cortocircuito interno, dovuto principalmente alla corrosione del fluido del collettore, fenomeno di deposizione sulla superficie dell'elettrodo, casi gravi collegheranno i poli positivo e negativo attraverso il diaframma
Produzione di gas
La produzione di gas della batteria agli ioni di litio è principalmente suddivisa in produzione di gas normale e produzione di gas anormale. Il fenomeno della produzione di gas nel processo di batteria della batteria è normale. H C2H22, CO2 è stato prodotto dalla reazione di estere singolo/doppio elettrone. La produzione anormale di gas è principalmente solo nel processo del ciclo della batteria, il consumo di transizione del gas di rilascio dell'elettrolita o il rilascio di ossigeno del materiale catodico e altri fenomeni, spesso compaiono nella batteria del soft pack, con conseguente eccessiva pressione interna della batteria, rompendo l'alluminio dell'imballaggio film, problemi di contatto del nucleo interno, ecc.
fuga termica
Il controllo dell'instabilità termica si riferisce al rapido aumento della temperatura locale o complessiva all'interno della batteria agli ioni di litio, il calore non può essere disperso nel tempo, una grande quantità si accumula all'interno e inducono ulteriori reazioni secondarie.
Al fine di prevenire gravi problemi di sicurezza causati dalla batteria agli ioni di litio nel controllo termico, vengono spesso adottati PTC, valvola di sicurezza e film di conduzione del calore e altre misure e, allo stesso tempo, progettazione della batteria, processo di produzione della batteria, sistema di gestione della batteria, batteria utilizzare l'ambiente e altri aspetti richiedono una considerazione sistematica.
litioprecipitazione
La precipitazione del litio è un fenomeno relativamente comune di invecchiamento e guasto delle batterie agli ioni di litio. L'espressione è principalmente uno strato di sostanze grigie, grigio-bianche o grigio-blu che appaiono sulla superficie del foglio dell'elettrodo negativo, che sono litio metallico precipitato dalla superficie dell'elettrodo negativo.
