Nel contesto della crisi energetica e l'inquinamento ambientale, le batterie agli ioni di litio ad esempio lo sviluppo di energia ideale nel 21 ° secolo, sempre più attenzione. Ma ci sarà qualche agli ioni di litio fenomeno guasto della batteria nella produzione, il trasporto e l'uso. E Il guasto di una singola batteria può influire sulle prestazioni e sull'affidabilità dell'intero pacco batteria e può persino causare l'interruzione del funzionamento del blocco batteria o altri problemi di sicurezza.
Negli ultimi anni, una gran quantità di esplosione fuoco nazionali ed esteri associati a batteria: Stati Uniti Tesla Model S incidente d'auto elettrica ha preso fuoco, Samsung Note7 batteria telefono avvenimenti del fuoco, Wuhan Corfù fuoco speciale fabbrica di elettronica, Tianjin Samsung SDI preso fabbrica fuoco e così via ......
1 classificazione di guasto della batteria al litio
Per evitare problemi di degrado delle prestazioni e la sicurezza della batteria sorgono sopra, analisi dei guasti è indispensabile per trasportare le batterie al litio. Guasto della batteria al litio è definita dalla natura specifica del degrado causa esecuzione o batteria anormale, diviso in fallimento prestazioni e sicurezza Insuccesso sessuale.
Classificazione dei guasti comuni della batteria al litio
2 Motivi di guasto della batteria al litio
Le ragioni del fallimento delle batterie al litio possono essere suddivise in cause interne ed esterne.
I fattori interni si riferiscono principalmente alla fisica fisica del fallimento, alla natura dei cambiamenti chimici e la scala di ricerca può essere ricondotta alla scala atomica, molecolare, alla termodinamica e alla dinamica del processo di fallimento.
I fattori esterni includono fattori esterni come impatto, agopuntura, corrosione, combustione ad alta temperatura e atti vandalici.
Situazione interna di guasto della batteria al litio
3 comune fallimento prestazioni della batteria al litio e analisi meccanismo di rottura
Capacità fallimento dissolvenza
'Quando la prova di durata ciclo standard, il numero di cicli raggiunto 500 volte la capacità di scarica non deve essere inferiore al 90% della capacità iniziale. O 1000 volte il numero di cicli raggiunge la capacità di scarica non inferiore a 80% della capacità iniziale', se l'intervallo del ciclo standard alla portata di un brusco calo fenomeno sbiadimento capacità appartenere sicuro.
Radici batteria guasto capacità decadimento che il cedimento del materiale, mentre in stretto contatto con il processo di fabbricazione delle cellule fattori obiettivo, l'ambiente batteria. Dal punto di vista materiale, la causa del fallimento della struttura principale del fallimento materiale catodico, la superficie dell'elettrodo negativo SEI crescita eccessiva, deterioramento e decomposizione dell'elettrolita, corrosione del collettore di corrente, traccia impurità e altri sistemi.
Struttura del fallimento materiale catodico: la struttura materiale del fallimento catodo comprende una rottura positivo particella materiale elettrodico, fase irreversibile disturbo materiale transizione come LiMn2O4 nel processo di carica-scarica tramite effetto Jahn-Teller porta di strutturare distorsione verificarsi rottura anche particelle causato. contatto elettrico tra il materiale particellare LiMn1.5Ni0.5O4 errore durante la carica e scarica 'tetragonale - cubic'. transizione di fase, materiale LiCoO2 durante la carica e scarica tramite il passaggio di Li causa prolasso nel Li Co strato, causando una struttura a strati di caos, limitando la sua capacità di giocare.
Il negativo fallimento materiale dell'elettrodo: errore si è verificato nella superficie grafite elettrodo di grafite, la reazione superficiale grafite con l'elettrolita, producendo un interfase elettrolita solido (SEI), se la causa eccesso di ioni litio all'interno del sistema di batterie è stato ridotto, il risultato sta portando a decadimento capacità. materiale elettrodo negativo a base di silicio fallimento è principalmente un problema nella prestazione ciclo della sua grande espansione del volume.
Guasto dell'elettrolito: LiPF6 ha una scarsa stabilità ed è facile da decomporre per ridurre il contenuto trasportabile di Li + nell'elettrolito, inoltre reagisce facilmente con acqua di traccia nell'elettrolita per formare HF, causando corrosione all'interno della batteria. La viscosità e la cromaticità del cambiamento dell'elettrolita, che alla fine porta ad un netto calo delle prestazioni degli ioni di trasporto.
fallimento collettore: corrosione del collettore di corrente, la corrente di collettore diminuisce mancata adesione della soluzione elettrolitica generato HF causerà corrosione del collettore di corrente, per formare un composto poco conduttivo, con conseguente aumento contatto ohmico o guasto del materiale attivo durante la carica e la scarica Cu .. ad un basso potenziale dopo la lamina viene disciolto, viene depositato sulla superficie dell'elettrodo positivo, che è chiamato 'rame depositato' collettore è una forma comune di insufficienza della forza di legame tra il fluido e il rilascio della sostanza attiva non è sufficiente piombo materiale attivo, non può essere fornita alla batteria capacità.
aumenta la resistenza
resistenza litio aumenta la densità di energia sarà accompagnata da una diminuzione, tensione e perdita di potenza, la produzione di calore ed altri guasti della batteria. I principali fattori che determinano un aumento della resistenza interna della batteria agli ioni di litio nei materiali elementi della batteria e dell'ambiente di utilizzo.
materiali delle celle: un elettrodo positivo microfessure materiali e frammentazione, danni alla superficie del materiale di elettrodo negativo è troppo spessa SEI, invecchiamento la soluzione elettrolitica, un materiale attivo dal collettore di corrente, il materiale attivo in contatto con il deterioramento additivo conduttivo (perdita compresa additivo conduttivo), intasamento l'anomalia separatore restringimento, scheda cellule saldatura.
ambiente Batteria: alta temperatura / bassa, sovraccarico e sopra scarico, una carica ad alta frequenza e di scarico, il processo di fabbricazione della batteria e disegno della struttura.
Da cortocircuito
Il corto circuito tende a provocare auto-scarica della batteria al litio, dissolvenza capacità, e la deriva termica locale causati dagli incidenti.
Un cortocircuito tra l'/ alluminio collettore di corrente rame: foratura di una sostanza metallica straniera o l'elettrodo del separatore batteria durante la produzione o usare untrimmed, batteria o l'espansione polare è spostata a causa della scheda elettrodo positivo, un collettore di corrente negativo causato dal contatto.
Cortocircuitando rottura della membrana causata da: diaframma indossato, il diaframma crolla diaframma corrosione causa di rottura della membrana, membrana fallimento perde un elettrone-isolante o vuoti diventa ambasciatore positivo, negativo micro-contatto, e una grave febbre parziale, continuano a caricarsi e scaricarsi si diffonderà intorno , portare a instabilità termica.
Impurità portano ad un cortocircuito: una sospensione elettrodo positivo non viene pulito con impurità di metalli di transizione possono causare o contribuire a perforare il setto litio formazione dendrite negativo con conseguente cortocircuito.
Un corto circuito causato da dendriti di litio: la lunga irregolarità ciclo responsabile locale di dendriti di litio si verifica, con conseguente cortocircuito dendrite attraverso la membrana.
Progettazione e la fabbricazione del processo di assemblaggio batteria o batteria, mal progettati o la pressione parziale è troppo grande porterà ad un corto circuito all'interno della batteria overshoot e sopra-scarica avverrà entro l'induzione di cortocircuito.
La produzione di gas
Consumo della soluzione elettrolitica formando stabili SEI fenomeni pellicola di gassazione che si verificano nelle cellule in un normale gas di processo, ma il consumo eccessivo di elettrolita o il catodo materiale rilascia gas ossigeno rilasciando fenomeno anomalo appartenenti a sgonfiarsi spesso appare nelle batterie pacchetto morbido , causerà eccessiva pressione all'interno della batteria è deformata, il pacchetto scoppio alluminio, contatti elettrici interni delle questioni fondamentali.
normali batterie elettricamente e insufficienza analisi dei componenti di gas del nucleo
Tracce di acqua nell'elettrolita o il materiale attivo di elettrodo non è asciutto, con conseguente decomposizione del sale di HF litio elettrolita, Al e la corrosione della corrente legante danno collettore, per produrre idrogeno. Gamma di tensione inadeguate dovuto all'elettrolita lineare / ciclico Gli esteri o gli eteri subiranno una decomposizione elettrochimica, che produrrà C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, CO2, ecc.
Fuggiasco termico
instabilità termica si riferisce al litio interna aumenti parziali o totali di temperatura batteria agli ioni rapidamente, il calore non può essere dissipato, una grande quantità accumulano all'interno, e indurre ulteriori reazioni collaterali. fattori litio inducono condizioni operative termici galoppante non normali, cioè abuso, Cortocircuito, alta frequenza, alta temperatura, estrusione e agopuntura.
Comportamento termico comune all'interno della batteria
Analisi di litio
Analisi di litio litio metallo depositato sulla superficie dell'elettrodo negativo cioè la batteria, litio è un fenomeno comune dell'invecchiamento fallimento. Analisi della batteria al litio ridurrà il litio attivo interno, la capacità di guasto si verifica, e la formazione di dendriti perforare il setto, porterà alla corrente ed eccessivo calore locale, causando alla fine i problemi di sicurezza della batteria.
analisi delle immagini Common guasto della batteria al litio
L'analisi delle carenze della Cina è stata sistematicamente sviluppata nel campo delle macchine e dell'aviazione, ma non è stata studiata sistematicamente nel campo delle batterie al litio.Le società di batterie e materiali hanno svolto ricerche sull'analisi dei guasti delle batterie agli ioni di litio, ma più enfasi sui processi di produzione delle batterie. E ricerca e sviluppo di materiali per migliorare le prestazioni della batteria e ridurre il costo della batteria come obiettivo diretto.I futuri istituti di ricerca e le società correlate possono rafforzare la cooperazione e lo scambio, e si sforzano di stabilire e migliorare l'albero guasto e il processo di analisi dei guasti agli ioni di litio.
