锂離子電池用不了的原因
锂離子電池用不了是指由某些特定的本质原因引起的电池性能衰减或使用性能异常,它可能发生在生产、运输、使用中的任何一个环节,不仅会影响电池的性能,甚至会引发起火、爆炸等安全问题。锂離子電池用不了根据影响类型的不同,可以分为性能失效和安全性失效。

锂離子電池容量衰減用不了
一般在進行標准循環壽命測試時,在循環次數達到500次後,锂離子電池容量不應低于初始值的90%,達到1000次後,不應低于初始值的80%,如容量不符合該標准出現衰減過度的現象,則屬于容量衰減失效。锂離子電池的容量衰減失效分爲可逆容量衰減和不可逆容量衰減。其中可逆衰減能夠通過調整電池的充放電制度及改善電池的使用環境等方法恢複損失的容量,不可逆衰減因爲是電池內部發生了不可逆的變化産生了無法恢複的容量損失,因此無法挽救。
電池容量衰減的主要原因在于材料失效,也和電池的制造工藝、使用環境等客觀因素有不可分割的聯系。從材料角度來說,造成容量衰減失效的成因有正極材料失效、負極表面SEI過渡生産、電解液失效、集流體失效等等。
锂離子電池內短路用不了
锂離子電池內短路往往會引起自放電,容量衰減,局部熱失控以及引起安全事故。在電池內部發生短路期間,兩種電極材料以電子方式在內部互連,導致局部高電流密度。锂離子電池中發生內部短路可能是锂枝晶的形成或壓縮沖擊等情況引起的。長時間的內部短路會導致自放電及局部溫度上升,局部溫度上升産生的影響非常顯著,因爲如果溫度超出某一阈值,電解質可能通過放熱反應開始分解,從而引起熱失控,具有潛在的健康和安全隱患。
锂離子電池內阻增大用不了
锂離子電池內阻與電池內部電子傳輸和離子傳輸過程有關,主要分爲歐姆電阻和極化內阻,極化內阻主要由電化學極化引發,又分爲電化學極化和濃差極化。當電池內阻增大時,伴隨而生的還有能量密度下降、電壓功率下降、電池産熱等失效問題。影響其産生的主要因素有電池關鍵材料與電池使用環境,但關鍵材料産生異常是內阻增大的根本影響因素。
锂離子電池熱失控用不了
“熱失控”是一個能量正反饋循環過程:升高的溫度會導致系統變熱,系統變熱升高溫度,這又反過來又讓系統變得更熱。锂電池熱失控則是指電池內部局部或整體的溫度急速上升熱量不能及時散去,大量積聚在內部,並誘發進一步的副反應。參與“熱失控”反應的是锂電池中的氧化钴化學物。加熱這種化學物達到一定溫度,它就開始自發熱,然後發展成起火和爆炸。在某些情況下,這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。如果暴露在高溫環境下,或者是遇到火花,它也有可能會燃燒。爲了防止熱失控現象的發生,一般會采用PTC、安全閥、導熱膜等措施,但更重要的是完善電池在設計、制造的技術,及使用的方法。
锂離子電池産氣用不了
锂離子電池産氣有兩種,分別是正常産氣和異常産氣,在電池化成工藝過程中消耗電解液形成穩定SEI膜所發生的産氣現象爲正常産氣,過渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現象屬于異常産氣。在锂電池組裝完成後,預化成過程中會産生少量氣體,這些氣體是不可避免的,也是所謂的電芯不可逆容量損失來源。在首次充放電過程中,電子由外電路到達負極後會與負極表面的電解液發生氧化還原反應,生成氣體。
锂離子電池析锂用不了
锂離子電池在充電過程中,锂離子會從正極脫嵌並嵌入負極,但當發生異常情況造成從正極脫嵌的锂離子無法嵌入負極的話,锂離子就只能析出在負極表面,形成一層灰色的物質,這就是析锂。析锂的原因有很多種,包括負極余量不夠、正負極塗面不均勻、低溫環境充電、大倍率充電等等。目前主要是通過加入電解液添加劑、人造SEI、高鹽度電解液、結構化負極、優化電池結構來抑制析锂失效的産生。
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