简述锂电池失效表现及失效机理【钜大锂电】

(1)容量衰减：锂离子电池的容量衰减重要分可逆容量衰减和不可逆容量衰减两类。可逆容量衰减可以通过调整电池充放电制度和改善电池使用环境等措施使损失的容量恢复；而不可逆容量衰减是电池内部发生不可逆的改变出现了不可恢复的容量损失。电池容量衰减失效的根源在于材料的失效，同时与电池制造工艺、电池使用环境等客观因素有紧密联系。从材料角度看，造成失效的原因重要有正极材料的结构失效、负极表面SEI过渡生长、电解液分解与变质、集流体腐蚀、体系微量杂质等。

(2)内阻增大：锂离子电池的内阻与电池体系内部电子传输和离子传输过程有关，重要分为欧姆电阻和极化内阻，其中极化内阻重要由电化学极化导致，存在电化学极化和浓差极化两种。导致锂离子电池内阻增大的重要因素分为电池关键材料和电池使用环境。我国科学技术大学阙永春等利用同步辐射技术提出过渡元素的跳跃机理是电势滞后和电压衰减的原因:说明了在电池体系内部，关键材料的异常是内阻增大和电池极化的根本影响因素。

(3)内短路：短路的表现可分为：①铜/铝集流体之间的短路；②隔膜失效失去电子绝缘性或空隙变大使正、负极微接触，出现局部发热严重，再进一步充放电过程中，可能向四周扩散，形成热失控；③正极浆料中过渡金属杂质未去除干净，刺穿隔膜、或促使负极锂枝晶生成导致内短路；④锂枝晶导致内短路的发生。此外，在电池设计制造或电池组组装过程上，不合理的设计和局部压力过大也会导致内短路。例如由韩国媒体SBS报道SamsungNote7起火爆炸原因中指出内部挤压导致的正、负极接触导致内短路，进而引起电池的热失控。电池过充和过放的诱导下，也会出现内短路，重要是由于其中集流体腐蚀，在电极表面出现沉积现象，严重的情况会通过隔膜连通正负极，如图2所示。

(4)产气：锂离子电池产气重要分为正常产气与异常产气。在电池化成工艺过程中消耗电解液形成稳定SEI膜所发生的产气现象为正常产气。化成阶段产气重要为由酯类单/双电子反应出现了H2、CO2、C2H2等。异常产气重要是只在电池循环过程中，过渡消耗电解液释放气体或正极材料释氧等现象，常出现在软包电池中，造成电池内部压力过大而变形、撑破封装铝膜、内部电芯接触问题等。

(5)热失控：热失控是指锂离子电池内部局部或整体的温度急速上升热量不能及时散去，大量积聚在内部，并诱发进一步的副反应。