一文了解锂离子电池失效原因

什么是锂离子电池故障

锂离子电池故障,是指电池功能衰减引起的一些特定的实质性原因或使用的功能障碍,这可能攻击在生产,运输,使用任何链接,不仅会影响电池的功能,甚至导致火灾、爆炸等安全问题。锂离子电池的失效按其冲击类型可分为功能失效和安全失效。其出现的重要原因也分为内因和外因，内因包括物理故障、化学变化等，外因包括高温、撞击、针刺、人为损伤等。接下来，我们将详细介绍几种常见的锂离子电池故障，包括容量衰减故障、内部短路、内阻增大、热失控等。

容量衰减失败

一般情况下，在进行标准循环寿命测试时，电池容量在500次循环后不应低于初始值的90%，在1000次循环后不应低于初始值的80%。锂离子电池容量衰减失效分为可逆容量衰减和不可逆容量衰减。在可逆的衰减可以调节电池充电和放电条件,提高电池的使用环境和其他方法来恢复失去的能力,不可逆转的衰减,所以不可逆转的变化电池内部攻击的攻击不能恢复失去的能力,因此不能得救。

造成电池容量衰减的重要原因是数据失效，这与电池制造过程、运行环境等客观因素也有着密不可分的关系。从数据上看，容量衰减失效的原因包括正数据失效、SEI在负表面的过渡出现、电解液失效、收集液失效等。

在短路时

内部短路往往会引起锂离子电池自放电，容量衰减，部分热损耗而引起安全事故。在电池的短路过程中，两个电极的数据在内部以电子方式互连，导致局部的高电流密度。锂离子电池内部短路可能是由锂枝晶的组成或收缩冲击引起的。长期的内部短路会导致自放电和局部温升，而局部温升的影响是非常明显的。由于假设温度超过一定的阈值，电解液可能会通过放热反应进行初始分解，从而导致热失控，存在潜在的健康和安全风险。

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内部阻力新增

锂离子电池的内部电阻与电子转移和离子转移的过程中电池,重要分为欧姆电阻和极化内阻,这重要是由于电化学极化,电化学极化和浓差极化。当电池内阻增大时，能量密度降低，电压和功率降低，电池发热等故障问题随之出现。影响其攻击的重要因素有电池关键数据和电池使用环境，而关键数据攻击是内阻新增影响因素的根源。

热失控

热失控是一个能量正反馈循环过程:温度上升导致系统变热，这反过来又使系统变热。锂离子电池过热失控是指电池内部部分或全部的温度迅速升高，热量不能及时消散，大量积聚在内部，并诱发进一步的副反应。热失控反应涉及锂离子电池中的氧化钴化学物质。当这种化学物质被加热到一定的温度时，它最初会自我加热，然后发生火灾和爆炸。在某些情况下，有机电解质的释放压力会导致电池破裂。假如暴露在高温或火花中，它可能会燃烧。为了防止热量失控的爆发，一般会选择PTC、安全阀、导热膜等方法，但更重要的是改进电池在规划、制造工艺、使用方法等方面。