ความล้มเหลวเหตุผลแบตเตอรี่ลิเธียมและการจำแนกความล้มเหลว

ในบริบทของวิกฤตพลังงานและมลพิษทางสิ่งแวดล้อมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกับการพัฒนาพลังงานที่เหมาะในศตวรรษที่ 21 ให้ความสนใจมากขึ้น. แต่จะมีบางลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ปรากฏการณ์ความล้มเหลวในการผลิตการขนส่งและการใช้งาน. และ แบตเตอรี่เพียงครั้งเดียวจะมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานและความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่ทั้งหมดหลังจากความล้มเหลวและยังทำให้แบตเตอรี่ที่จะหยุดการทำงานกลุ่มหรือปัญหาด้านความปลอดภัยอื่น ๆ

ในปีที่ผ่านมาน้ำท่วมของประเทศและต่างประเทศการระเบิดไฟไหม้ที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่: สหรัฐอเมริกา Tesla รุ่น S รถยนต์ไฟฟ้าจับอุบัติเหตุไฟไหม้, ซัมซุง Note7 แบตเตอรี่โทรศัพท์เหตุการณ์ไฟไหม้, หวู่ฮั่น Corfu พิเศษไฟไหม้โรงงานอิเล็กทรอนิกส์เทียนจิน Samsung SDI จับไฟไหม้โรงงานและอื่น ๆ ......

ลิเธียม 1 การจำแนกความล้มเหลวของแบตเตอรี่

เพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมประสิทธิภาพและความปลอดภัยแบตเตอรี่ปัญหาที่เกิดขึ้นข้างต้นวิเคราะห์ความล้มเหลวเป็นความจำเป็นที่จะดำเนินการแบตเตอรี่ลิเธียม. ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมจะถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของการย่อยสลายทำให้เกิดประสิทธิภาพหรือประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่ผิดปกติแบ่งออกเป็นประสิทธิภาพและความปลอดภัยล้มเหลว ความล้มเหลวทางเพศ

การจัดประเภทความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไป

สาเหตุความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียม

สาเหตุของความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นสาเหตุภายในและภายนอกได้

ส่วนใหญ่หมายถึงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีภายในในธรรมชาติของความล้มเหลวก็สามารถสืบย้อนกลับการวิจัยอะตอมขนาดระดับโมเลกุล, การศึกษาอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการความล้มเหลวในการเปลี่ยนแปลง

รวมทั้งผลกระทบภายนอกนี่แหละกัดกร่อน, การเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงปัจจัยภายนอกเช่นความป่าเถื่อน

สถานการณ์ภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมล้มเหลว

การวิเคราะห์สมรรถนะความล้มเหลวและกลไกความล้มเหลวโดยทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียม 3 ก้อน

การลดทอนกำลังการผลิต

เมื่อการทดสอบวงจรชีวิตมาตรฐานจำนวนรอบถึง 500 ครั้งกำลังการผลิตจำหน่ายควรจะไม่น้อยกว่า 90% ของความจุเริ่มต้น. หรือ 1000 ครั้งจำนวนรอบถึงกำลังการผลิตจำหน่ายไม่น้อยกว่า 80% ของความจุเริ่มต้น 'ถ้าช่วงของวงจรมาตรฐาน 4. ความสามารถในการลดกำลังการผลิตลดลงคือความล้มเหลวของการลดทอนความสามารถ

แบตเตอรี่รากจุสลายความล้มเหลวความล้มเหลวของวัสดุในขณะที่สัมผัสใกล้ชิดกับกระบวนการผลิตปัจจัยเซลล์วัตถุประสงค์สิ่งแวดล้อมแบตเตอรี่. วัสดุจากจุดของมุมมองที่สาเหตุของความล้มเหลวของโครงสร้างหลักของความล้มเหลวของวัสดุแคโทดพื้นผิวขั้วลบ SEI ห้องแถว การเสื่อมสภาพและการสลายตัวของอิเล็กโทรไลกัดกร่อนของสะสมปัจจุบันติดตามสิ่งสกปรกและระบบอื่น ๆ

โครงสร้างของความล้มเหลวของวัสดุแคโทด: โครงสร้างวัสดุของความล้มเหลวแคโทดประกอบด้วยวัสดุอิเล็กโทรแตกแยกอนุภาคบวกขั้นตอนความผิดปกติของวัสดุเปลี่ยนแปลงกลับไม่ได้เหมือน LiMn2O4 ในกระบวนการคิดปล่อยเนื่องจากผล Jahn-Teller นำไปสู่การจัดโครงสร้างการบิดเบือนเกิดความแตกแยกแม้อนุภาคที่เกิด ติดต่อไฟฟ้าระหว่างวัสดุอนุภาค LiMn1.5Ni0.5O4 ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นในระหว่างการชาร์จและการปลด 'tetragonal - ลูกบาศก์'. การเปลี่ยนแปลงเฟส LiCoO2 วัสดุระหว่างค่าใช้จ่ายและปล่อยเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของหลี่สาเหตุย้อยลงใน Li ร่วม ชั้นที่เกิดในชั้นโครงสร้างของความสับสนวุ่นวาย จำกัด ขีดความสามารถในการเล่น

ลบความล้มเหลวของวัสดุอิเล็กโทร: ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นในพื้นผิวไฟท์ไฟท์ขั้วปฏิกิริยาผิวไฟท์กับอิเล็กโทรไล, การผลิตอิเล็กโทรไลระหว่างเฟสของแข็ง (คน SEI) ถ้าห้องแถวสาเหตุของลิเธียมไอออนภายในระบบแบตเตอรี่ลดลงผลที่ได้จะนำไปสู่การสลายตัวของกำลังการผลิต ความล้มเหลวของวัสดุแอโนดซิลิคอนส่วนใหญ่เกิดจากปัญหาประสิทธิภาพการทำงานของวงจรซึ่งเกิดจากการขยายตัวของปริมาณมาก

ความล้มเหลวของอิเล็กโทร: เสถียรภาพความแตกต่าง LiPF6, ย่อยสลายได้อย่างง่ายดายในการแก้ปัญหาอิเล็กโทรไลโยกย้ายง่ายต่อการลดปริมาณของ Li + และร่องรอยของน้ำในการทำปฏิกิริยาของอิเล็กโทรไลที่ก่อให้เกิด HF ที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบตเตอรี่ภายในที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของอิเล็กโทร airtightness ยากจน ความหนืดและสีของการเปลี่ยนอิเลคโตรไลท์ซึ่งจะนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพของไอออนขนส่ง

สะสมความล้มเหลว: การกัดกร่อนของสะสมปัจจุบันเก็บในปัจจุบันลดลงความล้มเหลวในการยึดเกาะของสารละลายอิเลคที่สร้าง HF จะทำให้เกิดการกัดกร่อนของสะสมปัจจุบันในรูปแบบสารที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าไม่ดีมีผลในการเพิ่มขึ้นติดต่อ ohmic หรือความล้มเหลวของวัสดุที่ใช้งานอยู่ในระหว่างการชาร์จและการปลด Cu .. ที่มีศักยภาพต่ำหลังจากฟอยล์ละลายจะฝากบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าบวกซึ่งเรียกว่า 'ฝากทองแดง' เก็บเป็นรูปแบบที่พบบ่อยของความล้มเหลวของแรงพันธะระหว่างของเหลวและการปล่อยสารที่ใช้งานไม่เพียงพอนำวัสดุที่ใช้งานแบตเตอรี่ไม่สามารถให้ ความจุ

เพิ่มความต้านทานภายใน

ต้านทานลิเธียมเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานที่จะมาพร้อมกับการลดลงของแรงดันไฟฟ้าและการสูญเสียอำนาจการผลิตความร้อนและความล้มเหลวของแบตเตอรี่อื่น ๆ. ปัจจัยหลักที่นำไปสู่ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลงในวัสดุเซลล์แบตเตอรี่และสภาพแวดล้อมในการใช้งาน

วัสดุของเซลล์: ขั้วไฟฟ้าบวก microcracks วัสดุและการกระจายตัวของความเสียหายให้กับพื้นผิวของวัสดุที่ขั้วลบหนาเกินไป SEI, ริ้วรอยวิธีการแก้ปัญหาด้วยไฟฟ้าเป็นวัสดุที่ใช้งานจากนักสะสมในปัจจุบันวัสดุที่ใช้งานในการติดต่อกับการเสื่อมสภาพสารเติมแต่งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ขาดทุนรวมทั้งสารเติมแต่งนำ), อุดตันหดตัวคั่นแท็บเซลล์ผิดปกติเชื่อม

สภาพแวดล้อมแบตเตอรี่: อุณหภูมิสูง / ต่ำขูดเลือดขูดเนื้อและมากกว่าการปล่อยค่าใช้จ่ายสูงและอัตราการปล่อยกระบวนการผลิตแบตเตอรี่และการออกแบบโครงสร้าง

ภายในลัดวงจร

ลัดวงจรมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการปลดปล่อยตนเองของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจางความจุและหนีความร้อนในท้องถิ่นที่เกิดจากอุบัติเหตุ

ลัดวงจรระหว่างทองแดง / อลูมิเนียมสะสมปัจจุบัน: เจาะโลหะสารต่างประเทศหรืออิเล็กโทรดแยกแบตเตอรี่ในระหว่างการผลิตหรือใช้ตัดหรือเล็ม, ชุดแบตเตอรี่หรือชิ้นส่วนเสาพลัดถิ่นเนื่องจากการบวกแท็บไฟฟ้าสะสมปัจจุบันเชิงลบที่เกิดจากการติดต่อ

shorting ความล้มเหลวของไดอะแฟรมที่เกิดจาก: ไดอะแฟรมสวมใส่ไดอะแฟรมพังทลายลงมาไดอะแฟรมกัดกร่อนทำให้เกิดความล้มเหลวของไดอะแฟรมเมมเบรนความล้มเหลวสูญเสียอิเล็กตรอนฉนวนหรือช่องว่างที่จะกลายเป็นทูตบวกลบไมโครติดต่อและไข้รุนแรงบางส่วนยังคงเรียกเก็บและการปล่อยจะแพร่กระจายไปทั่ว นำไปสู่การหลบหนีความร้อน

สิ่งสกปรกที่นำไปสู่การลัดวงจร: สารละลายขั้วบวกไม่ได้ทำความสะอาดสิ่งสกปรกที่มีการเปลี่ยนแปลงโลหะสามารถก่อให้เกิดหรือนำไปสู่แทงกะบังลิเธียมก่อประสาทเชิงลบที่เกิดขึ้นในการลัดวงจร

ลัดวงจรเกิดจาก dendrites ลิเธียม: ไม่เรียบรอบยาวอยู่ในความดูแลของท้องถิ่น dendrites ลิเธียมที่เกิดขึ้นส่งผลให้ในประสาท shorting ผ่านเมมเบรน

การออกแบบและการผลิตของแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ขั้นตอนการประกอบที่ออกแบบมาไม่ดีหรือความดันบางส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปจะนำไปสู่การลัดวงจรภายในแหกแบตเตอรี่และจำหน่ายเกินจะเกิดขึ้นในการเหนี่ยวนำการลัดวงจร

การผลิตก๊าซ

การบริโภคของการแก้ปัญหาการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ SEI ปรากฏการณ์ภาพยนตร์แก๊สที่เกิดขึ้นในเซลล์เป็นก๊าซกระบวนการปกติ แต่การบริโภคมากเกินไปของอิเล็กโทรหรือแคโทดวัสดุเผยแพร่ก๊าซออกซิเจนปล่อยปรากฏการณ์ผิดปกติที่อยู่ในยุบมักจะปรากฏในแบตเตอรี่แพคเกจอ่อน จะทำให้เกิดความดันมากเกินไปภายในแบตเตอรี่จะเสียรูปแพคเกจอลูมิเนียมระเบิดติดต่อไฟฟ้าภายในของประเด็นหลัก

แบตเตอรี่ปกติไฟฟ้าและความล้มเหลวของการวิเคราะห์ส่วนประกอบของก๊าซหลัก

ร่องรอยของน้ำในอิเล็กโทรหรือวัสดุที่ใช้งานอิเล็กโทรดจะไม่แห้งผลในการสลายตัวของ HF เกลืออิเล็กโทรลิเธียมอัลและการกัดกร่อนของสารยึดเกาะสะสมความเสียหายในปัจจุบันในการผลิตไฮโดรเจน. ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสมเนื่องจากการอิเล็กโทรไลเชิงเส้น / วงจร เอสเทอมันหรืออีเทอร์สลายไฟฟ้าเกิดขึ้นจะผลิต C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, CO2 และชอบ

ผู้หนีความร้อน

หนีความร้อนหมายถึงบางส่วนหรือทั้งหมดลิเธียมภายในอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ion ที่ความร้อนไม่สามารถกระจายเป็นจำนวนมากสะสมอยู่ภายในและทำให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงต่อไป. ปัจจัยลิเธียมเหนี่ยวนำให้เกิดสภาพการใช้งานความร้อนหนีไม่ปกตินั่นคือการละเมิด ลัดวงจรกำลังขยายสูงที่อุณหภูมิสูง, เข็มเจาะและกด

พฤติกรรมความร้อนร่วมภายในแบตเตอรี่

การวิเคราะห์ของลิเธียม

การวิเคราะห์ของลิเธียมลิเธียมโลหะวางลงบนพื้นผิวขั้วลบเช่นแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อยของริ้วรอยความล้มเหลว. วิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะลดลิเธียมที่ใช้งานภายในความจุของความล้มเหลวเกิดขึ้นและการก่อตัวของ dendrites แทงกะบังมันจะนำไปสู่ ในปัจจุบันและที่มากเกินไปความร้อนท้องถิ่นในที่สุดก็ก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยการใช้งานแบตเตอรี่

การวิเคราะห์ภาพทั่วไปความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียม

จีนได้รับการวิเคราะห์ความล้มเหลวของระบบการพัฒนาในด้านของอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลและการบินและอวกาศและในเขตของแบตเตอรี่ลิเธียมยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบ. ผู้ประกอบการวัสดุแบตเตอรี่และสถานประกอบการที่จะดำเนินการวิจัยของตนเองและการวิเคราะห์ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่เน้นเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการผลิตเซลล์ การเตรียมความพร้อมของการวิจัยวัสดุและการพัฒนาและปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และลดค่าใช้จ่ายในการใช้งานแบตเตอรี่ที่กำหนดเป้าหมายโดยตรง. สถาบันการวิจัยในอนาคตและ บริษัท ที่เกี่ยวข้องสามารถเสริมสร้างความร่วมมือและการแลกเปลี่ยนและมุ่งมั่นที่จะสร้างต้นไม้ผิดพลาดและล้มเหลวของกระบวนการวิเคราะห์และปรับปรุงความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน