锂离子电池电芯失效分析以及锂离子电池电解液概念

随着充电电压的升高，正极材料NCM的(003)峰开始向低角度偏移，此时NCM的(003)晶面间距增大，即c轴变大，当电压达到4.0V时达到最低值，随后随电压升高又向高角度偏移；与之相对应，(110)峰随电压升高向高角度偏移，中间没有反弹趋势，说明(110)晶面间距减小，对应着a轴一直变小。当电压大于4.4V后，003峰峰强变低，并开始宽化，说明此时晶体结构开始严重变形，晶胞中原子不能很好的规整排列，达到材料极限承受电压。

另外，材料充放电过程中的结构稳定性及相变过程对其电化学性能，特别是循环稳定性有着重要影响。通过分析可得到晶胞参数在充放电过程中的变化图，从而评估不同的正极材料引起的锂离子电池体积膨胀，为锂离子电池的安全研究、材料选取供应可行数据和分析手段。

锂离子电池在使用过程中，经常由于过充、过放、短路、高温等原因造成电芯寿命减少，甚至失效。因此应用XRD技术来进行锂离子电池的热失效分析，如从燃烧的残留物进行XRD分析，初步判断失效原因。

马尔文帕纳科独有的高性能硬射线探测技术(100%工作效率的GaliplX3D矩阵探测器)可在Empyrean衍射平台上使用硬射线XRD对软包结构锂离子电池和商用成品锂离子电池进行原位充放电衍射实验，从而为全电池结构的失效分析和工艺控制供应了新的重要的无损分析手段。

锂离子电池电解液概念

电解液是电池正负极之间起传导用途的离子导体，充放电过程中，在正负极间往返地传输锂离子。电解液对电池的充放电性能(倍率高低温)、寿命(循环储存)、温度适用范围都有着比较大的影响。

适合的溶剂需其介电常数高，粘度小，常用的有烷基碳酸盐如PC、EC等极性强，介电常数高，但粘度大，分子间用途力大，锂离子在其中移动速度慢。而线性酯，如DMC（二甲基碳酸盐）、DEC（二乙基碳酸盐）等粘度低，但介电常数也低，因此，为获得具有高离子导电性的溶液，一般都采用PC+DEC，EC+DMC等混合溶剂。

用于锂离子电池的电解质一般应该满足以下基本要求：

a.高的离子电导率，一般应达到1×10-3~2×10-2S/cm；

b.高的热稳定性和化学稳定性，在较宽的电压范围内不发生分离；

c.较宽的电化学窗口，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定；

d.与电池其他部分例如电极材料、电极集流体和隔膜等具有良好的相容性；

e.安全、无毒、无污染性。