การแนะนําอย่างง่ายของความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักจะล้มเหลวในกระบวนการใช้งานหรือการเก็บรักษารวมถึงการสลายตัวของความจุความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นการลดประสิทธิภาพเป็นสองเท่าการผลิตก๊าซการรั่วไหลการลัดวงจรการเสียรูปการควบคุมความร้อนการวิเคราะห์ลิเธียม ฯลฯ ซึ่งช่วยลดประสิทธิภาพการใช้งานความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอย่างจริงจัง ปรากฏการณ์ความล้มเหลวเหล่านี้เกิดจากปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของกลไกทางเคมีและทางกายภาพภายในแบตเตอรี่
ระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความซับซ้อนเกี่ยวข้องกับอุณหพลศาสตร์พลวัตโครงสร้างจุลภาคการโต้ตอบระหว่างกลุ่มและปฏิกิริยาปฏิกิริยาอินเทอร์เฟซพื้นผิวและด้านอื่น ๆ การวิเคราะห์และความเข้าใจที่ถูกต้องของปรากฏการณ์ความล้มเหลวมีบทบาทสําคัญในประสิทธิภาพและการปรับปรุงทางเทคนิคของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เอกสารฉบับนี้จะแนะนํากลไกความล้มเหลวของแบตเตอรี่
ประสิทธิภาพความล้มเหลวและกลไกความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ความจุสลายตัว
ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: การสลายตัวของความจุย้อนกลับและการลดทอนความจุกลับไม่ได้ การลดทอนความจุที่ย้อนกลับได้สามารถเรียกคืนความจุที่หายไปโดยการปรับระบบชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่และปรับปรุงสภาพแวดล้อมการใช้งานแบตเตอรี่ การสลายตัวของความจุกลับไม่ได้คือการสูญเสียความจุกลับไม่ได้ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงกลับไม่ได้ภายในแบตเตอรี่
สาเหตุหลักของความล้มเหลวของการลดทอนความจุของแบตเตอรี่อยู่ในความล้มเหลวของวัสดุและมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปัจจัยวัตถุประสงค์เช่นกระบวนการผลิตแบตเตอรี่และสภาพแวดล้อมการใช้แบตเตอรี่ จากมุมมองของวัสดุสาเหตุหลักของความล้มเหลวส่วนใหญ่รวมถึงความล้มเหลวของโครงสร้างของวัสดุแคโทดการโอเวอร์โกรทของพื้นผิวอิเล็กโทรดเชิงลบ SEI การสลายตัวและการเสื่อมสภาพของอิเล็กโทรไลต์การกัดกร่อนของของเหลวสะสมสิ่งสกปรกติดตามระบบ
ความต้านทานภายใน
ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกี่ยวข้องกับการส่งอิเล็กทรอนิกส์ภายในและกระบวนการส่งไอออนของระบบแบตเตอรี่ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นความต้านทานโอห์มและความต้านทานภายในโพลาไรซ์ ความต้านทานภายในโพลาไรซ์ส่วนใหญ่เกิดจากโพลาไรซ์ไฟฟ้าเคมีรวมถึงโพลาไรซ์ไฟฟ้าเคมีและโพลาไรซ์ที่แตกต่างกันหนา ปัจจัยหลักที่ทําให้เกิดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบ่งออกเป็นวัสดุแบตเตอรี่ที่สําคัญและสภาพแวดล้อมการใช้งานแบตเตอรี่
ไฟฟ้าลัดวงจร
ประสิทธิภาพของการลัดวงจรสามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท:
ไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างทองแดง / อลูมิเนียมเก็บของเหลว;
ความล้มเหลวของไดอะแฟรมสูญเสียฉนวนอิเล็กทรอนิกส์หรือการเปลี่ยนแปลงช่องว่างทูตติดต่อไมโครบวกและลบไข้ท้องถิ่นร้ายแรงและจากนั้นในกระบวนการของค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและการปล่อยอาจแพร่กระจายไปทั่วเพื่อสร้างการสูญเสียการควบคุมความร้อน;
การเปลี่ยนแปลงสิ่งสกปรกโลหะในสารละลายแคโทดจะไม่ถูกลบออกสะอาดเจาะไดอะแฟรมหรือส่งเสริมการสร้างผลึกลิเธียมเชิงลบที่นําไปสู่การลัดวงจรภายใน
ผลึกลิเธียมนําการลัดวงจรภายใน
นอกจากนี้ในการออกแบบและผลิตแบตเตอรี่หรือกระบวนการประกอบชุดแบตเตอรี่การออกแบบที่ไม่สมเหตุสมผลและความดันในท้องถิ่นที่มากเกินไปจะนําไปสู่การลัดวงจรภายใน ภายใต้การแนะนําของการชาร์จไฟมากเกินไปและ overrelease ของแบตเตอรี่, ลัดวงจรภายใน, ส่วนใหญ่เกิดจากการกัดกร่อนของของเหลวสะสม, ปรากฏการณ์การสะสมบนพื้นผิวอิเล็กโทรด, กรณีที่ร้ายแรงจะเชื่อมต่อขั้วบวกและลบผ่านไดอะแฟรม
การผลิตก๊าซ
การผลิตก๊าซของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการผลิตก๊าซปกติและการผลิตก๊าซที่ผิดปกติ ปรากฏการณ์การผลิตก๊าซในกระบวนการของแบตเตอรี่เป็นเรื่องปกติ H C2H22, CO2 ผลิตโดยปฏิกิริยาอิเล็กตรอนเดี่ยว / คู่ การผลิตก๊าซที่ผิดปกติส่วนใหญ่อยู่ในกระบวนการของรอบแบตเตอรี่การบริโภคการเปลี่ยนของก๊าซปล่อยอิเล็กโทรไลต์หรือการปล่อยออกซิเจนวัสดุแคโทดและปรากฏการณ์อื่น ๆ มักจะปรากฏในแบตเตอรี่แพ็คอ่อนส่งผลให้ความดันภายในของแบตเตอรี่มากเกินไปทําลายฟิล์มอลูมิเนียมบรรจุภัณฑ์ปัญหาการสัมผัสแกนภายใน
หนีความร้อน
การควบคุมการหนีความร้อนหมายถึงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของอุณหภูมิท้องถิ่นหรือโดยรวมภายในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความร้อนไม่สามารถกระจายตัวได้ในเวลาจํานวนมากสะสมในการตกแต่งภายในและก่อให้เกิดปฏิกิริยารองต่อไป
เพื่อป้องกันปัญหาด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงที่เกิดจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในการควบคุมความร้อน PTC วาล์วนิรภัยและฟิล์มนําความร้อนและมาตรการอื่น ๆ มักจะถูกนํามาใช้และในเวลาเดียวกันการออกแบบแบตเตอรี่กระบวนการผลิตแบตเตอรี่ระบบการจัดการแบตเตอรี่สภาพแวดล้อมการใช้แบตเตอรี่และด้านอื่น ๆ จําเป็นต้องได้รับการพิจารณาอย่างเป็นระบบ
ลิเทียมการตกตะกอน
การตกตะกอนของลิเธียมเป็นปรากฏการณ์ที่พบได้บ่อยเกี่ยวกับอายุและความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การแสดงออกส่วนใหญ่เป็นชั้นของสารสีเทาเทาขาวหรือเทาน้ําเงินที่ปรากฏบนพื้นผิวของแผ่นอิเล็กโทรดลบซึ่งเป็นลิเธียมโลหะที่ตกตะกอนจากพื้นผิวอิเล็กโทรดเชิงลบ
