در زمینه بحران انرژی و آلودگی محیط زیست، باتری های لیتیوم یون به عنوان توسعه انرژی ایده آل در قرن 21، بیشتر و بیشتر توجه است. اما وجود خواهد داشت برخی لیتیوم یون باتری پدیده شکست در تولید، حمل و نقل و استفاده کنید. و تنها باتری را به عملکرد و قابلیت اعتماد کل بسته باتری بعد از شکست را تحت تاثیر قرار، و حتی باعث شود که باتری را متوقف گروه کاری یا دیگر مسائل امنیتی است.
در سال های اخیر، موجی از انفجار آتش داخلی و خارجی مرتبط با باتری: ایالات متحده تسلا مدل S تصادف ماشین الکتریکی آتش، سامسونگ Note7 باتری تلفن حوادث آتش سوزی، ووهان کورفو ویژه آتش سوزی کارخانه الکترونیکی، تیانجین سامسونگ SDI کارخانه گرفتار آتش و غیره ......
1 لیتیوم طبقه بندی نارسایی باتری
به منظور جلوگیری از تخریب عملکرد بالا و مشکلات ایمنی باتری، ضروری است که تجزیه و تحلیل خطای باتری لیتیوم انجام شود. باطری لیتیوم باطری به تخریب عملکرد باتری یا عدم کارایی عملکرد ناشی از دلایل ضروری خاصی که به شکست عملکرد و ایمنی تقسیم می شود اشاره می کند. شکست جنسی
طبقه بندی خرابی باتری لیتیوم معمولی
دلایل شکست 2 باتری لیتیوم
دلایل شکست باتری های لیتیوم را می توان به دلایل داخلی و خارجی تقسیم کرد.
عوامل داخلی به طور عمده به فیزیک فیزیکی شکست می پردازند، طبیعت تغییرات شیمیایی، و مقیاس تحقیق می تواند به مقیاس اتمی، مولکولی، ترمودینامیک و دینامیک روند شکست رسیده باشد.
عوامل خارجی عبارتند از: عوامل خارجی مانند ضربه، طب سوزنی، خوردگی، احتراق حرارت بالا و خرابکاری.
وضعیت داخلی نارسایی باتری لیتیوم
عملکرد باتری لیتیوم 3 شکست مشترک و تجزیه و تحلیل مکانیزم شکست
شکست محو شدن ظرفیت
"هنگامی که آزمون استاندارد چرخه عمر، تعداد چرخه 500 بار رسیده ظرفیت تخلیه باید کمتر از 90 درصد از ظرفیت اولیه باشد. یا 1000 بار تعداد چرخه ظرفیت تخلیه و نه کمتر از 80 درصد از ظرفیت اولیه می رسد، اگر وسیعی از چرخه استاندارد در ظرفیت یک کاهش شدید در پدیده محو شدن ظرفیت تعلق به شکست است.
علت اصلی آسیب پذیری باتری از شکست مواد است و به طور دقیق به عوامل عینی مانند فرآیند تولید باتری و محیط استفاده از باتری مربوط می شود. از دیدگاه مؤلفه، علل اصلی شکست عبارتند از شکست الکترود مثبت و رشد انتقال SEI در سطح الکترودهای منفی. زوال و تجزیه الکترولیت، خوردگی از جمع فعلی، ردیابی ناخالصی ها و سیستم های دیگر.
ساختار شکست مواد کاتد: ساختار مواد از شکست کاتد شامل شکستگی ذرات مواد الکترود مثبت، فاز غیر قابل برگشت اختلال مواد انتقالی مانند LiMn2O4 در روند شارژ تخلیه به علت اثر یان تلر منجر به ساختار اعوجاج رخ می دهد حتی شکستگی ذرات ایجاد می شود. اتصال الکتریکی بین مواد ذرات LiMn1.5Ni0.5O4 شکست در طول شارژ و تخلیه رخ می دهد، تتراگونال - مکعب. انتقال فاز، مواد LiCoO2 در طول شارژ و دشارژ به دلیل انتقال از لی علت پرولاپس به لی شرکت لایه، و در نتیجه ساختار لایه لایه از هرج و مرج، محدود ظرفیت خود را به بازی.
شکست مواد الکترود منفی: شکست در سطح گرافیت گرافیت برق رخ داده است، واکنش سطح گرافیت با الکترولیت، تولید یک اینترفاز الکترولیت جامد (به SEI)، اگر علت رشد بیش از حد یونهای لیتیوم در داخل سیستم های باتری کاهش می یابد، در نتیجه منجر به فروپاشی ظرفیت. مبتنی بر سیلیکون شکست مواد الکترود منفی است که عمدتا یک مشکل در عملکرد چرخه افزایش حجم بزرگ آن است.
شکست الکترولیت: LiPF6 ثبات تفاوت، به آسانی در محلول الکترولیت تجزیه مهاجرت آن را آسان برای کاهش محتوای لی + و اثری از آب در واکنش HF تولید الکترولیت، باعث خوردگی باتری داخلی ناشی از الکترولیت ضعیف بدتر شدن سفت چسبیدن به. ویسکوزیته الکترولیت و تغییر رنگ صورت گرفته است، که منجر به کاهش شدید در خواص انتقال یون.
شکست گردآورنده: خوردگی کلکتور، کلکتور کاهش جریان شکست چسبندگی محلول الکترولیت تولید HF خواهد خوردگی جمع فعلی شود، به شکل یک ترکیب ضعیف رسانا، و در نتیجه افزایش اتصال اهمی یا شکست از مواد فعال در طول شارژ و تخلیه مس .. در یک پتانسیل پایین پس از فویل حل شده است، بر روی سطح الکترود مثبت است که به نام سپرده مس رسوب، جمع آوری به صورت مشترک از شکست نیروی پیوند بین سیال و انتشار ماده فعال به اندازه کافی سرب مواد فعال نمی باشد، باتری نمی تواند ارائه شود ظرفیت.
افزایش مقاومت
مقاومت لیتیوم را افزایش می دهد چگالی انرژی خواهد شد توسط یک کاهش، ولتاژ و از دست دادن قدرت، تولید گرما و دیگر خرابی های همراه است. عوامل اصلی که منجر به افزایش مقاومت داخلی باتری لیتیوم یون به مواد سلول باتری و محیط زیست استفاده.
مواد همراه: یک الکترود مثبت میکرو مواد و تکه تکه شدن، آسیب به سطح ماده الکترود منفی بیش از حد ضخیم SEI است، پیری راه حل آبکاری، مواد فعال از جمع فعلی، مواد فعال در تماس با زوال افزودنی رسانا (از دست دادن از جمله افزودنی رابط)، گرفتگی اختلال جدا انقباض، تب سلول جوشکاری.
محیط زیست باتری: درجه حرارت بالا / پایین، قیمت اجحاف کردن و تخلیه، یک شارژ با نرخ بالا و تخلیه، فرآیند تولید باتری و طراحی ساختار.
اتصال کوتاه داخلی
کوتاه مدار تمایل دارد به علت از خود ترشح از باتری لیتیوم یون، محو شدن ظرفیت، و فراری حرارتی محلی ناشی از حوادث.
اتصال کوتاه بین مس / آلومینیوم جمع فعلی: سوراخ کردن یک ماده فلزی خارجی و یا الکترود جدا باتری در طول تولید و یا استفاده از چوب ته قنداق تفنگ، بسته باتری یا قطعه قطب است با توجه به تب الکترود مثبت، یک کلکسیونر فعلی منفی ناشی از این تماس آواره.
استقراضی شکست دیافراگم ناشی از: دیافراگم پوشیده، دیافراگم فرو می ریزد شکست دیافراگم دیافراگم خوردگی علت، غشاء و فرآیندهای غشایی شکست از دست می دهد یک الکترون عایق و یا حفره سفیر مثبت، منفی میکرو تماس، و تب شدید جزئی می شود، در ادامه به شارژ و ترشحات در اطراف پخش خواهد ، منجر به فراری حرارتی.
ناخالصی منجر به یک اتصال کوتاه: یک دوغاب الکترود مثبت با ناخالصی فلز واسطه تمیز نمی توانید باعث ایجاد یا تشدید سوراخ سپتوم لیتیوم تشکیل دندریت منفی و در نتیجه اتصال کوتاه.
اتصال کوتاه ناشی از دندریت لیتیوم: ناهمواری چرخه طولانی در محلی از دندریت لیتیوم رخ می دهد، و در نتیجه دندریت اتصال کوتاه از طریق غشاء.
طراحی و ساخت انواع باتری یا باتری فرایند مونتاژ، ضعیف طراحی شده و یا فشار جزئی بیش از حد بزرگ را به یک اتصال کوتاه در حد خارج باتری و تخلیه بیش از منجر خواهد شد در القای اتصال کوتاه رخ می دهد.
تولید گاز
مصرف از راه حل های الکترولیتی تشکیل پایدار SEI پدیده فیلم کشتار با گاز که در سلول را به یک گاز روند طبیعی رخ دهد، اما مصرف بیش از حد الکترولیت یا کاتد مواد منتشر گاز اکسیژن آزاد پدیده غیر طبیعی متعلق به جلوگیری از تورم اغلب در باتری بسته نرم به نظر می رسد ، باعث خواهد شد فشار بیش از حد در داخل باتری تغییر شکل، بسته سرشار آلومینیوم، اتصالات الکتریکی داخلی از مسائل اصلی است.
باتری عادی الکتریکی و شکست تجزیه و تحلیل اجزای گاز از هسته
اثری از آب در الکترولیت و یا مواد فعال الکترود خشک نشده، در تجزیه الکترولیت لیتیوم HF نمک، Al و خوردگی از فعلی چسب آسیب های جمع آوری، برای تولید هیدروژن می شود. محدوده ولتاژ نامناسب به دلیل الکترولیت خطی / چرخه ای استرها یا اترها تجزیه الکتروشیمیایی خواهند شد که C2H4، C2H6، C3H6، C3H8، CO2 و غیره تولید خواهد کرد.
فرار حرارتی
فراری حرارتی اشاره به لیتیوم داخلی افزایش دمای باتری یون جزئی یا کلی به سرعت، گرما را نمی توان از بین می رود می شود، مقدار زیادی تجمع در داخل، و وادار به واکنش های جانبی بیشتر است. عوامل لیتیوم القاء شرایط فرار حرارتی غیر عادی عامل، سوء به عنوان مثال، اتصال کوتاه، سرعت بالا، درجه حرارت بالا، اکستروژن و طب سوزنی.
رفتار حرارتی مشترک داخل باتری
لیتیم
تجزیه و تحلیل لیتیوم لیتیوم فلز رسوب در سطح منفی الکترود یعنی باتری، یک پدیده شایع پیری شکست. تجزیه و تحلیل باتری لیتیوم یون خواهد لیتیوم فعال داخلی کاهش است، ظرفیت شکست رخ می دهد، و تشکیل دندریت سوراخ سپتوم، آن را به منجر تولید جاری و گرمای محلی بسیار زیاد است و در نهایت موجب مشکلات ایمنی باتری می شود.
تخریب شده باتری لیتیوم معمولی تصویر
تجزیه و تحلیل شکست چین به طور سیستماتیک در زمینه ماشین آلات و حمل و نقل هوایی توسعه یافته است، اما در زمینه باتری های لیتیوم به طور سیستماتیک مورد مطالعه قرار نگرفته است. شرکت های باتری و مواد شرکت تحقیقاتی را در مورد تجزیه و تحلیل شکست لیتیوم یون ها انجام داده اند، اما تاکید بیشتری بر فرآیندهای تولید باتری است. تحقیق و توسعه مواد به منظور بهبود عملکرد باتری و کاهش هزینه باتری به عنوان یک هدف مستقیم. موسسات تحقیقاتی آینده و شرکت های مرتبط می تواند همکاری و مبادله را تقویت و تلاش برای ایجاد و بهبود درخت شکست و تجزیه و تحلیل شکست از شکست باتری لیتیوم یون.
