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铝壳锂电池壳体腐蚀原因

铝壳锂电池壳体腐蚀原因

1. 引言

铝壳锂电池广泛应用于移动设备、电动汽车等领域,其优点包括高能量密度、长寿命和环保等。然而,一些铝壳锂电池在使用过程中可能会出现壳体腐蚀的问题,这不仅影响其性能和寿命,还可能对用户的安全造成潜在威胁。因此,深入研究铝壳锂电池壳体腐蚀的原因显得非常重要。

本文将从材料选择、工艺控制和外界环境等方面分析铝壳锂电池壳体腐蚀的原因,并提出相应的解决方案。

2. 材料选择

铝合金是目前最常用的锂电池外壳材料之一,具有良好的导电性、机械性能和耐腐蚀性。然而,由于铝合金中含有其他元素如镁、硅等,这些元素会影响材料的抗腐蚀性能。此外,不同牌号和纯度的铝合金也会对材料的耐腐蚀性产生影响。

在材料选择上,应根据具体的应用环境和要求来选择合适的铝合金材料。通过增加抗腐蚀元素的含量、选择高纯度的铝合金等方式可以提高材料的耐腐蚀性能。

3. 工艺控制

在铝壳锂电池的制造过程中,工艺控制对壳体腐蚀问题有着重要影响。以下是一些可能导致壳体腐蚀的工艺因素:

3.1 氧化处理

氧化处理是铝壳锂电池生产过程中一个重要步骤,可以形成一层氧化保护层来提高抗腐蚀性能。然而,如果氧化处理不当或者处理时间不足,就会导致氧化层质量不佳,进而影响壳体的耐腐蚀性能。

因此,在氧化处理过程中,应严格控制氧化时间和温度,并确保每个工件表面均匀受到氧化处理。

3.2 表面涂覆

通过在铝壳表面进行涂覆可以进一步提高其耐腐蚀性能。常用的涂覆材料包括有机涂层、陶瓷涂层和金属涂层等。这些涂层可以形成一层保护膜,阻断外界介质对铝壳的侵蚀。

然而,如果涂覆不均匀或者质量不合格,就会导致壳体局部腐蚀。因此,在涂覆过程中,应严格控制涂覆材料的均匀性和质量,并进行相关测试以确保其耐腐蚀性能。

3.3 焊接工艺

铝壳锂电池通常需要进行焊接以连接电极和其他组件。焊接过程中产生的高温和热应力可能会破坏铝合金表面的氧化层,从而导致壳体局部腐蚀。

为了避免焊接引起的壳体腐蚀问题,可以采用低温焊接或者采用保护气体等方式来减少热应力和氧化层破坏。

4. 外界环境

外界环境也是影响铝壳锂电池壳体腐蚀的重要因素之一。以下是一些可能导致壳体腐蚀的外界环境因素:

4.1 温度和湿度

高温和湿度会加速铝壳的腐蚀过程。特别是在潮湿环境中,铝合金表面容易形成氧化层破坏,从而导致壳体的局部腐蚀。

因此,在使用铝壳锂电池时,应尽量避免暴露在高温和潮湿的环境中,并采取相应的防护措施。

4.2 化学介质

一些化学介质如酸、碱等也会对铝壳产生腐蚀作用。如果铝壳锂电池长时间暴露在这些化学介质中,就会引起壳体的严重腐蚀。

为了防止化学介质对铝壳的侵蚀,可以采取涂覆保护层、选择耐酸碱性材料等方式来提高其耐腐蚀性能。

5. 解决方案

针对铝壳锂电池壳体腐蚀问题,可以采取以下解决方案:

•选择合适的材料:根据具体应用环境和要求,选择具有良好抗腐蚀性能的铝合金材料。

•优化工艺控制:严格控制氧化处理、表面涂覆和焊接等工艺过程,确保壳体的均匀性和质量。

•控制外界环境:避免暴露在高温、湿度和化学介质等腐蚀性环境中,采取相应的防护措施。

综上所述,铝壳锂电池壳体腐蚀问题的原因主要包括材料选择、工艺控制和外界环境等因素。通过合理选择材料、优化工艺控制和控制外界环境等方式,可以有效减少铝壳锂电池壳体腐蚀问题的发生,提高其使用寿命和安全性。

铝壳锂电池壳体腐蚀原因

铝壳锂电池壳体腐蚀原因 1. 引言 铝壳锂电池广泛应用于移动设备、电动汽车等领域,其优点包括高能量密度、长寿命和环保等。然而,一些铝壳锂电池在使用过程中可能会出现壳体腐蚀的问题,这不仅影响其性能和寿命,还可能对用户的安全造成潜在威胁。因此,深入研究铝壳锂电池壳体腐蚀的原因显得非常重要。 本文将从材料选择、工艺控制和外界环境等方面分析铝壳锂电池壳体腐蚀的原因,并提出相应的解决方案。 2. 材料选择 铝合金是目前最常用的锂电池外壳材料之一,具有良好的导电性、机械性能和耐腐蚀性。然而,由于铝合金中含有其他元素如镁、硅等,这些元素会影响材料的抗腐蚀性能。此外,不同牌号和纯度的铝合金也会对材料的耐腐蚀性产生影响。 在材料选择上,应根据具体的应用环境和要求来选择合适的铝合金材料。通过增加抗腐蚀元素的含量、选择高纯度的铝合金等方式可以提高材料的耐腐蚀性能。 3. 工艺控制 在铝壳锂电池的制造过程中,工艺控制对壳体腐蚀问题有着重要影响。以下是一些可能导致壳体腐蚀的工艺因素: 3.1 氧化处理 氧化处理是铝壳锂电池生产过程中一个重要步骤,可以形成一层氧化保护层来提高抗腐蚀性能。然而,如果氧化处理不当或者处理时间不足,就会导致氧化层质量不佳,进而影响壳体的耐腐蚀性能。 因此,在氧化处理过程中,应严格控制氧化时间和温度,并确保每个工件表面均匀受到氧化处理。

3.2 表面涂覆 通过在铝壳表面进行涂覆可以进一步提高其耐腐蚀性能。常用的涂覆材料包括有机涂层、陶瓷涂层和金属涂层等。这些涂层可以形成一层保护膜,阻断外界介质对铝壳的侵蚀。 然而,如果涂覆不均匀或者质量不合格,就会导致壳体局部腐蚀。因此,在涂覆过程中,应严格控制涂覆材料的均匀性和质量,并进行相关测试以确保其耐腐蚀性能。 3.3 焊接工艺 铝壳锂电池通常需要进行焊接以连接电极和其他组件。焊接过程中产生的高温和热应力可能会破坏铝合金表面的氧化层,从而导致壳体局部腐蚀。 为了避免焊接引起的壳体腐蚀问题,可以采用低温焊接或者采用保护气体等方式来减少热应力和氧化层破坏。 4. 外界环境 外界环境也是影响铝壳锂电池壳体腐蚀的重要因素之一。以下是一些可能导致壳体腐蚀的外界环境因素: 4.1 温度和湿度 高温和湿度会加速铝壳的腐蚀过程。特别是在潮湿环境中,铝合金表面容易形成氧化层破坏,从而导致壳体的局部腐蚀。 因此,在使用铝壳锂电池时,应尽量避免暴露在高温和潮湿的环境中,并采取相应的防护措施。 4.2 化学介质 一些化学介质如酸、碱等也会对铝壳产生腐蚀作用。如果铝壳锂电池长时间暴露在这些化学介质中,就会引起壳体的严重腐蚀。 为了防止化学介质对铝壳的侵蚀,可以采取涂覆保护层、选择耐酸碱性材料等方式来提高其耐腐蚀性能。

锂离子电池外壳特性

锂离子电池外壳特性 锂,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了纳米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。 锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。放电时,整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。 保护措施 四、设计规范 由于全球手机有数亿只,要达到安全,安全防护的失败率必须低于一亿分之一。由于,电路板的故障率一般都远高于一亿分之一。因此,电池系统设计时,必须有两道以上的安全防线。常见的错误设计是用充电器(adaptor)直接去充电池组。这样将过充的防护重任,完全交给电池组上的保护板。虽然保护板的故障率不高,但是,即使故障率低到百万分之一,机率上全球还是天天都会有爆炸事故发生。电池系统如能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护,每道防护的失败率如果是万分之一,两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。常见的电池充电系统方块图如下,包含充电器及电池组两大部分。①充电器又包含适配器(Adaptor)及充电控制器两部分。适配器将交流电转为直流电,充电控制器则限制直流电的最大电流及最高电压。②电池组包含保护板及电池芯两大部分,以及一个PTC 来限定最大电流。下面图中适配器交流变直流文字方块作用:电控制器限流限压。充电器文字方块作用: 保护板过充、过放、过流等防护。电池组文字方块作用: 限流片。电池芯以手机电池系统为例,过充防护系统利用充电器输出电压设定在 4.2V 左右,来达到第一层防护,这样就算电池组上的保护板失效,电池也不会被过充而发生危险。第二道防护是保护板上的过充防护功能,一般设定为 4.3V。这样,保护板平常不必负责切断充电电流,只有当充电器电压异常偏高时,才需要动作。过电流防护则是由保护板及限流片来负责,这也是两道防护,防止过电流及外部短路。由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程 。因此,一般设计是由该电子产品的线路板来提供第一道防护,电池组上的保护板则提供第二道防护。当电子产品侦测到供电电压低于 3.0V 时,应该自动关机。如果该产品设计时未设计这项功能,则保护板会在电压低到 2.4V 时,关闭放电回路。总论:电池系统设计时,必须对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。把保护板拿掉后充电,如果电池会爆炸就代表设计不良。把保护板拿掉后充电,如果电池会爆炸就代表设计不良。上述方法虽然提供了两道防护,但是由于消费者在充电器坏掉后,常会买非原厂充电器来充电,而充电器业者,基于成本考虑,常将充电控制器拿掉,来降低成本。结果,劣币驱逐良币,

锂离子动力电池铝壳壳体电位研究

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7119333726.html, 锂离子动力电池铝壳壳体电位研究 作者:蔡晓利郭毓优 来源:《河南科技》2016年第23期 摘要:分析影响锂离子动力电池外壳电位的影响因素,结果表明:壳体表面残留的电解液,电芯外层隔膜破损,极耳包胶不完整均会影响壳体电位;正极对壳体电位超过1V,会导致壳体腐蚀的发生。为避免壳体发生腐蚀,通常采用的方法有对电芯外部增加绝缘保护袋,在铝壳内部增加绝缘保护涂层,对极耳进行绝缘胶纸全覆盖。 关键词:锂离子动力电池;铝壳电位;腐蚀 中图分类号:TM912 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2016)12-0142-02 由于环境污染严重以及石油能源的危机,锂离子电池以其高的能量密度、环境友好等优点,得到重点关注。其中铝壳锂离子电池,由于铝来源广且价格相对较低,质轻、具有延展性、易加工、重量比能量高等优点被广泛应用。为了防止壳体腐蚀,目前采用的是正极和盖板导通的方法,以降低正极对壳体的电位,理论上正极和壳体导通后正极与壳体间的电压应为 0V,但实际生产过程中出现了正极和壳体间电压大于0V的电池,现对这部分电池进行研究,分析其异常原因,并制定纠正措施。 1 电池的制备 正极材料磷酸铁锂与导电石墨、PVDF和NMP溶剂混合,搅拌成正极浆料,浆料涂布在铝箔上,通过辊压,制片得到正极片;负极石墨与导电石墨,粘结剂与去离子水混合,搅拌成负极浆料,浆料涂布在铜箔上,通过辊压,制片得到负极片;在叠片机上,将正、负极片与隔膜通过叠片的方式制成电芯,再通过电芯装配将电芯放入铝壳中,激光封口后,注液形成电池。电池化成之后,进行容量测试,容量测试最后工步将电池荷电状态调整为30%SOC,对应的电池电压为3.285~3.305V;定容工步完成之后测试正极对壳体电压。 2 结果与讨论 2.1 壳体电压的形成 图1为电池电压与正负极对壳体电压之和的对比。对正负极间电压以及正极对壳体电压、负极对壳体电压分别进行测试,正极参比壳体与负极参比壳体之和基本上与电池电压相一致。表1为所测6 000支电池中,正极与壳体电压的分布情况。其中,正极与壳体电压0.001~1.0V 的占比0.9%,大于1V的占比0.1%;正极与壳体电压大于1V则会发生壳体内部的腐蚀[1], 即发生电池内部腐蚀的比例为0.1%。 2.2 铝壳表面电解液对正极与壳体间电位

锂电池生产的十大问题

一、负极涂布出现针孔的原因是什么?是材料没有分散好的原因麽?有没有可能是材料粒度分布不好的原因? 针孔的出现应该有以下几个因素会造成:1.箔材不洁净;2.导电剂未分散;3.负极主体材料未分散;4.配方中有些成分中有杂质;5.导电剂颗粒不均匀,分散困难;6.负极颗粒不均匀,分散困难; 7.配方材料本身存在质量问题;8.搅拌锅未清洗干净,造成锅内有干粉残留。具体哪些原因,自己去过程监控分析一下便可。 另外关于隔膜黑斑我在多年前就遇到过,我先简单解答一下,不对地方请指正。据分析,确定了黑斑是由于电池极化放电引起隔膜局部高温,负极粉粘结到隔膜上而引起的,而极化放电是由于材料和工艺原因,电池卷芯内存在有活性物质附粉,造成电池化成充电后产生极化放电。要避免以上问题,首先要采用合适的和浆工艺解决活性物质与金属集体的粘结,在电池极板制做、电池装配中避免人为造成的脱粉。 在涂布过程中加入一些不影响电池性能的添加剂确实可以改善极片的某些性能。当然,在电解液里面加入这些成分,可以达到巩固之功效。隔膜局部高温,是由于极片的不均匀性造成,严格来说是属于微短路,微短路会造成局部高温,可能造成负极的脱粉。 二、电池内阻过大的原因有哪些? 工艺方面: 1.正极配料导电剂过少(材料与材料之间导电性不好,因为锂钴本身的导电性非常差) 2.正极配料粘结剂过多。(粘结剂一般都是高分子材料,绝缘性能较强) 3.负极配料粘结剂过多。(粘结剂一般都是高分子材料,绝缘性能较强) 4.配料分散不均匀。 5.配料时粘结剂溶剂不完全。(不能完全溶于NMP、水) 6.涂布拉浆面密度设计过大。(离子迁移距离大) 7.压实密度太大,辊压过实。(辊压过死,活性物质结构有的遭到破坏) 8.正极耳焊接不牢,出现虚焊接。 9.负极耳焊接或铆接不牢,出现虚焊,脱焊。 10.卷绕不紧,卷芯松弛。(使正负极片间的距离增大) 11.正极耳与壳体焊接不牢固。

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究 一、引言 锂离子电池作为一种高性能、高安全性的电池,已经广泛应用于电动车、智能手机等领域。然而,锂离子电池在使用过程中存在着铝壳腐 蚀的问题,导致电池寿命缩短、性能下降等不良影响。因此,研究锂 离子电池铝壳腐蚀电位及其影响因素具有重要意义。 二、锂离子电池铝壳腐蚀机理 锂离子电池的正极材料通常采用氧化物(如LiCoO2、LiMn2O4等) 或磷酸盐(如LiFePO4)等化合物,负极材料则采用石墨或硅等材料。正负极材料之间通过隔膜隔开,并浸泡在电解液中。在充放电过程中,正负极材料之间的离子交换会引起电解液中水分解产生氢氧根离子和 氢离子,其中氢氧根离子与铝壳反应生成Al(OH)4-,进而形成Al2O3保护层。但当电池使用时间过长,电解液中的水分解产物逐渐增多, 导致Al(OH)4-浓度升高,铝壳腐蚀速度加快,最终形成孔洞和腐蚀坑。 三、锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定方法 锂离子电池铝壳腐蚀电位是指在一定条件下,铝壳开始发生腐蚀的电 位值。通常采用静态浸泡法或动态极化法来测定。静态浸泡法是将铝 壳置于一定温度、pH值和氧分压下的模拟电解液中静置一段时间后,通过扫描电位仪等设备记录铝壳表面的极化曲线,并确定起始点对应

的电位值;动态极化法则是在扫描一定范围内施加一个恒定的扫描速率来观察铝壳表面的极化曲线,并计算出起始点对应的电位值。 四、影响锂离子电池铝壳腐蚀电位的因素 1. 电解液成分:不同类型、不同浓度的盐酸、硫酸等电解液会对铝壳腐蚀电位产生不同的影响。 2. 温度:温度升高会加速铝壳腐蚀速度,从而降低铝壳腐蚀电位。 3. pH值:pH值升高会使电解液中Al(OH)4-浓度降低,从而提高铝壳腐蚀电位。 4. 氧分压:氧分压升高会促进Al(OH)4-生成,加快铝壳的腐蚀速度,从而降低铝壳腐蚀电位。 五、锂离子电池铝壳防护方法 为了延长锂离子电池的使用寿命和提高性能,需要采取有效的防护措施。常见的防护方法包括: 1. 采用复合材料或塑料外壳代替铝壳; 2. 在铝壳表面涂覆一层保护性涂层(如聚合物、氧化物等); 3. 优化电解液配方,降低Al(OH)4-浓度; 4. 控制温度、pH值和氧分压等因素。 六、结论 锂离子电池铝壳腐蚀电位是影响电池寿命和性能的重要因素,其测定方法和影响因素需要深入研究。为了延长锂离子电池的使用寿命和提

锂电池基本性能测试知多少

锂电池基本性能测试知多少? 通常,当锂电池做完化成-老化工序之后,需要对电池进行检验分析。那么一般会进行哪些内容的测试呢,今天简单聊聊电池的测试。一般而言对于待分析的锂离子电池,或者其他待测体系,电化学方面的研究人员都会做基础的检测和电化学性能测试,以进一步确认和判断该电池或者该体系出现的问题。 一、外观检测 软包电池:我们要确认电池是否完好无损,包括是否发鼓,是否漏液,是否表面有腐蚀现象等等,通过表面现象初步判断电池能否使用或者经历了什么样的遭遇。 方形铝壳:同样是确认电池是否有漏液,铝壳变形、有坑等,是否出现极柱不对称等现象。 电池发鼓,考虑是在高温下还是常温下的鼓胀,看看电池的一致性,是单个电池还是整批都是。如果是整批电池,考虑是体系的问题还是整体工艺的问题,通常钛酸锂电池体系鼓胀较为明显,装配工艺、设计不合理时也会整体鼓胀。如果是单个电池考虑是否发生了严重的裂化衰减、产气等。 电池漏液,首先确认电池漏液的位置,是极耳处还是注液口处,最后要确定是电池壳体设计问题还是操作的问题,比如没有封好铝塑膜、没有焊接好注液孔等。 如果发现电池表面腐蚀,考虑是注液时洒出电解液导致的腐蚀还是电池漏液引起的,抑或是电池短路碰撞、电化学腐蚀引起的壳体腐蚀。发现问题时要及时将其剔除。 二、基本电化学性能检测

1.电池的OCV、IR、体积(厚度)测量 拿到一批电池,首先要对电池的OCV、IR、体积(厚度)等参数进行测量,测试OCV可以确认电池初始状态的异常,测试IR可以将有问题的电池及时锁定,以观察其后续可能出现的问题,比如裂化、微短路等。测试体积或厚度不多解释,电池使用过程会鼓胀,电池鼓胀的原因见文末链接。 2.电池的容量确认 一般需要对电池做2~3次的容量确认,为什么不做一遍?担心不够准确,做多了无意义。 通常对电池的容量测试,选择0.5C或1C的电流,目前的国家标准是1C 充电1C放电,看有多少容量。当然,0.5C放电的容量会多于1C的,根据国标来吧~ 此外,常规容量确认之后,还需要对电池进行小电流充放电,目的是排除极化阻抗的影响,一般是0.1C或者更小;此时,电流足够小,极化足够小,暂时可以不予考虑,完整的展现出电池本身的容量及中压,循环曲线等等基础信息。 再往细处,如果条件允许,外界电压数据采集器,精确测量电池的电压-容量曲线,经过微分处理,可以进一步展现电池的内在状态,通过峰型峰位置的变化,判断电池的劣化程度和类型。 3.三电极 由于电池体系中有电流通过,产生了溶液电压降和对电极的极化,因此工作电极的电位难以准确测定,由此需要引入参比电极。参比电极有着非常稳定的电位,且电流不经过参比电极不会引起极化,从而工作电极的电位可以由参比电极得到,而电流由工作电极-辅助电极回路得到。电化学测试通常都会考虑三电极的方法,对锂电池研究也一样。

锂电池常见异常已原因分析

锂电池常见异常已原因分析 锂电池常见异常及原因分析 锂电池是一种常用的电池类型,具有容量大、重量轻、充电效率高等优点。然而,锂电池在使用过程中也会出现一些异常情况,如容量下降、短路、过放、过充等。以下将对锂电池常见异常进行分析,并解释其原因。 1. 容量下降:锂电池的容量下降是指电池在使用一段时间后,其储存的电荷量逐渐减少。这可能是由于电池老化、内阻增加、正负极材料损耗等造成的。锂电池内部的化学反应过程会导致电势衰减,从而减小电池的可用电量。 2. 短路:短路是指电池的正负极之间出现直接连接,导致电流过大、电池发热、甚至爆炸。短路可能是由电池外部金属导体接触引起的,也可能是电池内部隔膜破裂导致的。短路会导致锂电池失去控制,释放出大量能量,对人身安全造成威胁。 3. 过放:过放是指使用过程中将电池放电至低于安全允许电压的情况。过放会导致锂电池的正负极材料产生结构性破坏,电池容量急剧下降甚至无法再充电。过度放电会导致正极材料中的锂离子脱嵌过度,结构发生变化,导致电池内部化学反应失去平衡。 4. 过充:过充是指将电池充电至高于安全允许电压的情况。过充会导致电池内

部腐蚀,甚至引发严重事故,如燃烧、爆炸等。过度充电会导致正极材料中的锂离子嵌入过度,结构发生变化,导致电池内部化学反应失去平衡。 5. 内阻增加:电池的内阻指的是电池内部的电流传递阻力。电池内部的化学反应过程以及电池材料的老化都会增加电池的内阻。内阻增加会导致电池放电过程中能量损失加大,使得电池容量下降。 6. 温度异常:锂电池在充放电过程中会产生热量,但如果温度过高,就很容易引发火灾或爆炸。温度异常可能是由于充放电过程中电池内部的反应放热过多,或者电池外部环境温度过高等原因引起的。 综上所述,锂电池常见异常的原因主要是锂电池的化学反应过程中产生的结构性破损、化学反应失去平衡等。同时,不当的使用和充放电操作也会导致锂电池异常。为了保证锂电池的安全使用,我们需要正确使用锂电池,避免过放、过充和短路的情况发生,并要注意控制电池的使用温度,确保电池的正常工作。此外,避免长时间存放和高温环境也是保障锂电池正常使用的重要措施。

锂离子电池变形原因

锂离子电池变形原因 引言 锂离子电池作为一种重要的储能装置,在现代社会中得到了广泛的应用。然而,随着锂离子电池的大规模应用,其变形问题也日益凸显。本文将探讨锂离子电池变形的原因,并分析其影响因素。 锂离子电池变形的原因 锂离子电池的变形主要是由以下几个方面的原因引起的: 1. 结构设计缺陷 •不合理的结构设计可能导致电池内部受力不均,从而引起变形。例如,电池外壳的变形容易造成内部电池片的压力不均衡,从而导致电池的变形。 •电池内部材料的选择也会影响电池的稳定性。如果选择了低强度的材料作为电池外壳,容易发生外壳破裂,从而导致电池变形。 2. 过度充放电 过度充放电会导致锂离子电池内部的化学反应不均衡,从而引起内部压力的不均衡,进而导致电池的变形。尤其是在过度放电的情况下,锂离子电池内部的锂离子会过度析出,从而引起电池的膨胀。 3. 高温环境 高温环境下,锂离子电池的电化学反应速率增加,从而引起电池内部压力的增加。当内部压力超过电池外壳所能承受的范围时,电池就会发生变形。 4. 不良使用条件 不良使用条件也是锂离子电池变形的一个重要原因。例如,在使用锂离子电池的过程中,如果受到剧烈的撞击或振动,会导致电池的变形。此外,不当的充电方式、长时间的浸泡等不良使用条件也会导致电池的变形。

锂离子电池变形的影响因素 锂离子电池变形的影响因素有以下几个方面: 1. 安全性 锂离子电池的变形会对其安全性造成影响。例如,电池的变形会导致电池壳体的破裂,从而导致电解液泄漏,进而引发火灾或爆炸事故。 2. 性能下降 锂离子电池变形后,电池内部的正负极距离会更大,从而导致电池的电阻增加,电池容量下降,进而影响电池的性能。 3. 使用寿命缩短 锂离子电池变形会导致电池内部材料的损伤,从而缩短电池的使用寿命。此外,锂离子电池变形后也会导致电池内部压力不均衡,进而加速电池的老化过程。 4. 电池回收困难 锂离子电池变形后,由于内部材料的损坏,电池回收的难度会增加。这对于环境保护和资源循环利用来说都是一个不利的因素。 结论 锂离子电池变形是由结构设计缺陷、过度充放电、高温环境和不良使用条件等因素引起的。锂离子电池的变形不仅会对其自身的安全性、性能和使用寿命产生影响,还会增加电池回收的难度。因此,在电池的设计、制造和使用过程中,应当注意避免这些因素的影响,以提高电池的稳定性和安全性。

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究 锂离子电池作为当前广泛使用的高能量密度电池,在移动通讯、电动车辆和储能等领域得到了广泛应用。然而,锂离子电池在长时间使用过程中,可能会出现铝壳腐蚀的问题,从而影响其性能和寿命。本文将深入探讨锂离子电池铝壳腐蚀电位及其影响因素的研究。 一、锂离子电池铝壳腐蚀电位概述 (1)介绍锂离子电池铝壳腐蚀电位的定义和意义。锂离子电池铝壳腐蚀电位是指在一定条件下铝壳开始发生腐蚀的电位值。了解铝壳腐蚀电位的大小和影响因素,有助于预测和预防锂离子电池的腐蚀问题,提高电池的可靠性和安全性。 (2)介绍锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定方法。目前,常用的测定方法包括电化学测定和物理化学测定两种。电化学测定方法主要通过电化学测试仪器对铝壳在不同电位下的腐蚀行为进行研究;物理化学测定方法主要是通过材料表面分析技术,如扫描电子显微镜和能谱分析等。 二、影响锂离子电池铝壳腐蚀电位的因素 (1)锂离子电池电解液的组成和浓度。电解液中的某些成分,如氯化物、氧化物等,可以加速铝的腐蚀速度,从而影响腐蚀电位。电解液

浓度的变化也可能对铝壳腐蚀电位产生影响。 (2)锂离子电池工作温度。温度对锂离子电池铝壳的腐蚀电位有着重要的影响。在较高温度下,铝壳的腐蚀速度更快,合理控制锂离子电 池的工作温度可以减缓铝壳腐蚀的发生。 (3)锂离子电池状态和循环次数。锂离子电池处于不同的充放电状态下,其腐蚀电位可能会有所变化。锂离子电池的循环次数也可能对腐 蚀电位产生影响,因为循环过程中电池内外部环境的变化可能会导致 铝壳腐蚀速度的变化。 三、对锂离子电池铝壳腐蚀电位的观点和理解 (1)锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定和分析对于电池的安全性和可靠性非常重要。了解腐蚀电位可以帮助我们预测和预防电池腐蚀问题的 发生,从而延长电池的寿命。 (2)在电池设计和制造过程中,应结合影响腐蚀电位的因素,合理选择电解液组成、控制工作温度以及优化循环次数等因素,以降低铝壳 的腐蚀速度,提高电池的性能和可靠性。 在总结回顾本文中对锂离子电池铝壳腐蚀电位及其影响因素的研究时,我们可以得出以下结论:锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定和分析对于 电池的安全性和可靠性至关重要。电解液的组成和浓度、工作温度以

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究

锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究锂离子电池在现代生活中越来越受到欢迎,其使用寿命的提高和 性能的提升得到了广泛的关注。电池壳体作为电池的重要组成部分, 它的耐腐蚀性能对电池的可靠性和寿命有着重要的影响。本文将探讨 锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素。 一、锂离子电池铝壳的耐腐蚀性能 电池壳体的主要材料是铝,铝具有较好的物理和化学性能,但在 电池使用过程中,铝表面可能会出现腐蚀现象,导致电池的性能下降,甚至损坏电池。因此,锂离子电池铝壳的耐腐蚀性能至关重要。 实验表明,锂离子电池铝壳的腐蚀来自两种途径:一是电池内压 力造成的腐蚀,二是钝化膜破裂导致的腐蚀。传统的钝化处理可以增 加铝表面的耐腐蚀性,但是电池内部的压力导致了钝化膜的形成缺陷,从而导致铝腐蚀。因此,针对电池内部压力产生的腐蚀问题,通常使 用合适的加压和吸附材料来解决。 二、锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定

电池壳体材料的腐蚀电位是评估其耐腐蚀性能的基础。测定铝壳体腐蚀电位需要一定的实验条件和设备,如电化学工作站、电流源、参比电极等。 在实验中,应选择一个合适的电解液,并通过改变溶液的浓度、PH值或添加缓冲剂等措施来模拟不同的电池使用环境。测量时,使用参比电极来确定测量的参考电位,并在一定电压下进行电位扫描,从而确定铝壳体的腐蚀电位。 三、锂离子电池铝壳腐蚀电位影响因素 锂离子电池铝壳的腐蚀电位受多种因素的影响,主要包括以下几个方面: 1.电解液的组成和pH值。电解质的组成和pH值会直接影响铝壳体的腐蚀电位。强酸、强碱性电解液对铝的腐蚀作用很大,而pH值在5-9范围内的电解液对铝的腐蚀作用较小。 2.添加剂的类型和浓度。添加剂可以改变电解液的性质,从而影响铝壳体腐蚀电位。添加某些缓冲剂如磷酸盐、硫酸盐等可以降低电解液的酸碱度,降低铝的腐蚀速度。

腐蚀电池形成的原因

腐蚀电池形成的原因 腐蚀电池是指由于电池内部或外部环境中的化学反应导致电池内部金 属元素被氧化或还原而失去活性,从而影响电池的性能和寿命。腐蚀 电池的形成原因主要包括以下几个方面。 首先,电池内部化学反应不平衡。在正常使用过程中,电极和电解质 之间会发生复杂的化学反应,这些反应可以产生一定量的气体、液体 和固体产物。如果这些产物不能及时排出,就会导致反应不平衡,进 而促进腐蚀的形成。例如,在铅酸蓄电池中,正极板上的硫酸铅晶体 会逐渐形成,并随着时间推移扩散到整个正极表面。如果这些晶体不 能及时清除,则会阻碍正极上的化学反应,并最终导致正极板被氧化。 其次,外部环境因素影响。许多因素都可能对电池产生负面影响,包 括温度、湿度、空气中的氧化剂、光照等等。当这些因素超出了电池 的设计范围时,它们可能会促进电池内部化学反应的发生,导致腐蚀 的形成。例如,在铁镍电池中,如果电池暴露在潮湿的环境中,则会 促进电极上的氧化反应,从而导致电极被腐蚀。 第三,使用不当。使用不当也是导致电池腐蚀的主要原因之一。例如,在锂离子电池中,如果充电过度或放电过度,则会导致正极和负极上 的材料被氧化或还原,并最终导致腐蚀的形成。此外,在存储和运输

过程中,如果没有采取适当的措施保护电池,则它们可能会受到机械损伤、振动、压力、温度变化等影响,从而导致腐蚀。 最后,在某些情况下,特定类型的材料也可能对电池产生负面影响。例如,在锌碳干电池中,如果阳极和阴极之间使用了不适当的隔离材料,则隔离材料可能会吸收水分并与阳极或阴极发生反应,从而导致腐蚀。 综上所述,电池的腐蚀形成是由于多种因素的复杂作用。为了避免电池的腐蚀,我们应该采取适当的措施保护电池,并在使用和存储过程中遵守相关的安全规定和操作指南。

软包装锂电池壳体探伤技术浅析

软包装锂电池壳体探伤技术浅析 摘要:聚合物软包装锂离子电池铝塑复合膜在电池的制造过程中起着至关重要的作用,不但保证电池内部系统的稳定,也防止外界水分的介入,是电池质量安全的保障,壳体的明显的缺陷通过外观的目测进行识别,而一些微观的破损,则需要一定探伤检测技术来完成,本文对锂电池壳体探伤检测技术进行简要总结与分析,对壳体探伤检测有应用意义。 关键词:铝塑膜,壳体,尼龙层,铝层,CPP层,VOC测试,正压吸附,壳电压检测 1前言 铝塑膜是聚合物软包装锂电池的重要组成部分,铝塑膜成分主要是尼龙层、铝层、CPP层,铝塑膜铝层可以有效阻止空气中水分的渗透,维持电芯内部的环境,具有一定的厚度强度,能够防止外部对电芯的冲击损伤。铝塑膜作为软包锂电池的外装部材,它的完好与否关系到电池的质量安全,对锂电池的性能有重大影响,壳体探伤检测技术显得尤为重要。 2聚合物软包装锂电池壳体制程状态 2.1壳体零部件状态 铝塑膜需要通过冲压成型机冲压将铝塑膜加工为特定尺寸封装壳体。冲压过程,铝塑膜成型的壳体位置会被冲深拉伸,铝塑膜冲深后需要满足壳体各个角部的铝层厚度不能低于原铝层厚度的一定比例之下,否则在电池使用过程中有可能造成铝层破损,严重影响电

池性能与安全。作为风险管控点,铝塑膜壳体冲压成型机调试以及量产线生产均需要定时检测坑体角部残余铝层厚度。冲壳壳体铝层厚度值分布在标准要求范围内。铝塑壳体在冲壳拉伸过程中,最易造成CPP层的断裂,在电池装配后,会造成壳体铝层在内部与电池导通,铝层被电解液腐蚀导致电池破损,出现质量问题。 2.2壳体成品状态 铝塑膜经冲压成型的壳体合格后,将完成卷芯入壳,然后将铝塑膜按照工艺要求在一定高温和一定压力下进行封装,将两个CPP层胶体进行融合。经过制程后工序,对封装融合边进行折边,完成电池制作,达到成品状态。封装后,封装边界CPP溶解量会影响到铝塑CPP层的完好性,而折边过程的工艺控制会影响壳体CPP层的损伤与否,如形成损伤,同样会导致上述质量问题。 3聚合物软包装锂电池壳体探伤检测技术 3.1壳体零部件状态探伤检测技术 3.1.1盐水溶液检测 将壳体放置CPP层面朝上水平放置,将适量盐水倒入壳体中,打开万用表电阻档,调到最高档,将负极表笔插入盐水中,正极表笔接触铝塑膜的铝层;负极表笔沿铝塑膜切边方向在盐水中来回运动,如果万用表显示阻值数值大于工艺设定标准值,则铝塑膜合格,反之,则铝塑膜CPP层有损伤。 3.1.2硫酸铜溶液检测

锂电池盖板结构

锂电池盖板结构 随着电动汽车和便携电子设备的普及,锂电池成为了主流能源存储 技术。锂电池的重要组成部分之一是盖板,它在保护电池内部元件同 时承受外界压力。本文将介绍锂电池盖板的结构和其在锂电池中的作用。 一、锂电池盖板的结构 锂电池盖板通常由两部分组成:铝制表面层和塑料基材层。铝制表 面层是盖板的外层,其主要作用是增强盖板的硬度和保护内部结构不 受外界物质侵蚀。塑料基材层则是盖板的内层,其主要作用是提供柔 软性和与电池壳体的良好密封。 二、锂电池盖板的功能 1. 保护内部结构:锂电池盖板可防止电池内部结构受到外界物质侵 蚀和损坏。例如,盖板的铝制表面层可以隔绝空气、湿气和有害物质 对电池的侵蚀,保证电池长时间稳定工作。 2. 承受外界压力:锂电池盖板必须能够承受外界的压力,保护电池 内部结构不受损。盖板的塑料基材层具有一定的柔软性,可以缓冲来 自外界的冲击和挤压力,保证电池的安全性。 3. 良好的密封性:盖板的塑料基材层与电池壳体之间必须密封良好,以防止电池内部的电解质泄漏或外界杂质进入电池。密封性能的好坏 直接影响着电池的寿命和安全性。

三、锂电池盖板的优化设计 为了提高锂电池的性能和降低成本,锂电池盖板的结构在不断优化。 1. 材料选择:盖板的铝制表面层常使用高纯度铝材料,以提高硬度 和耐腐蚀性。而塑料基材层则可以选择不同的材料,如聚丙烯、聚酰 亚胺等,根据实际需要进行选择。 2. 结构设计:盖板的结构可以通过优化设计来提高其功能。例如, 可以加入隔热层,减少外界温度对电池性能的影响;还可以改变形状 和厚度,提高盖板的强度和刚性。 3. 精密加工:锂电池盖板的制造需要精密加工技术,以确保盖板与 电池壳体之间的密封性。精密加工可以采用激光切割、冲压等工艺, 以保证盖板的尺寸和形状精准度。 四、盖板结构在锂电池中的重要性 锂电池盖板作为电池的保护层,具有不可替代的重要性。其优异的 性能和性能稳定性,可以保证锂电池的长寿命和高安全性。盖板的合 理设计和精密加工,可以提高电池的整体性能,降低能量损失,并提 高用户的使用体验。 总结: 锂电池盖板结构是锂电池中的重要组成部分,它在保护电池内部结构、承受外界压力和保持电池的密封性方面起着关键作用。通过不断 优化设计和精密加工,可以提高锂电池盖板的性能和降低成本,从而 进一步推动锂电池技术的发展和应用。

锂电池外壳制造工艺

锂电池外壳制造工艺 第一章:引言 锂电池是当今最重要的可充电电池电源之一,其广泛应用于电动车、手机、笔记本电脑等设备中。而锂电池的外壳作为保护电芯和内部结构的重要组成部分,它的制造工艺对于提高电池性能和安全性至关重要。本文将对锂电池外壳的制造 工艺进行深入研究,以期为相关行业提供参考和指导。 第二章:锂电池外壳的种类 锂电池外壳的种类主要有三种:钢壳、铝壳和塑料壳。钢壳是最早被采用 的外壳材料,它具有机械强度高、防护性能好的特点,但同时也存在着重量大、 容量低的问题。铝壳则是在钢壳基础上发展起来的,它具有重量轻、成本低的优势,但韧性不如钢壳。而塑料壳则是近年来新兴的外壳材料,它具有重量轻、成 本低、绝缘性能好的特点,但同时也存在着耐高温性能差的问题。 第三章:锂电池外壳的制造工艺 1. 钢壳制造工艺 钢壳的制造工艺主要包括下料、冲压、焊接和抛光等步骤。根据产品的尺寸要求,将需要的钢板下料成合适的尺寸;然后,通过冲压机将钢板冲压成外壳的形状; 接下来,通过焊接机将外壳的各个零件进行焊接,形成一个完整的外壳结构;通 过抛光机对外壳进行抛光,使其外表更加光滑精致。 2. 铝壳制造工艺 铝壳的制造工艺主要包括下料、数控车铣加工、氧化和喷涂等步骤。将需要的铝 板下料成合适的尺寸;然后,通过数控车铣机将铝板进行加工,形成外壳的形状;接下来,将外壳进行氧化处理,增强其耐腐蚀性能;通过喷涂工艺对外壳进行喷漆,提高产品的外观质量。 3. 塑料壳制造工艺 塑料壳的制造工艺主要包括注塑、冷却、脱模和修整等步骤。将塑料颗粒放入注 塑机中进行熔化和注射;然后,通过冷却装置使塑料在模具中快速冷却固化;接

铝壳锂电池壳体腐蚀原因

铝壳锂电池壳体腐蚀原因 首先,铝壳的材料特性使其具有一定的腐蚀性。铝壳是由铝合金制成的,铝本身具有较强的还原性,容易与氧气发生化学反应生成氧化铝。然而,在正常使用条件下,锂电池内部的电解液和氧气会与铝壳表面形成局 部氧化铝膜,从而构成一个保护层,防止进一步的腐蚀。但是,如果在电 池制造过程中或者使用过程中存在质量问题,导致铝壳表面的氧化铝膜存 在破损或者不完整,就会暴露出铝材料,从而容易遭受电池内部电解液和 氧气的进一步腐蚀。 其次,使用环境的酸碱度、湿度和温度等因素也会对铝壳的腐蚀产生 影响。酸性环境会使铝壳表面的氧化铝膜容易破损,加速腐蚀的发生。而 过高的湿度和温度会加快湿氧化铝的形成速度,从而增加腐蚀的风险。 再次,锂电池内部存在一些不利于铝壳腐蚀防护的因素。首先,电池 内部的电解液中可能含有部分酸性物质,这些电解液在和铝壳接触时会破 坏铝壳的氧化铝膜。其次,锂电池的工作原理需要通过电解液中的离子交 换来完成,这种离子交换过程也会导致铝壳及其他金属零部件的局部腐蚀。此外,电池内部可能会存在一些产生腐蚀性产物的化学反应,这些产物会 加速腐蚀的发生。 此外,锂电池制造工艺和材料的质量控制也是引起铝壳腐蚀的重要原因。在电池制造过程中,如果材料准备不充分,比如杂质含量过高,或者 厚度控制不当等,都会导致铝壳表面的氧化铝膜质量不好,从而增加腐蚀 的风险。此外,如果制造过程中的工艺控制不到位,如焊接工艺不当、表 面涂层质量不好等,也可能导致铝壳腐蚀问题的发生。

综上所述,铝壳锂电池壳体腐蚀问题的产生是多种因素共同作用的结果。为了解决这个问题,需要在电池制造工艺中加强质量控制,确保铝壳表面的氧化铝膜完整性;同时,也需要在使用过程中避免电池接触酸性环境、高湿度和高温等有害因素,以减缓腐蚀的过程。

电芯壳体腐蚀机理-概述说明以及解释

电芯壳体腐蚀机理-概述说明以及解释 1.引言 概述部分应该主要介绍电芯壳体腐蚀机理的基本情况和背景,下面是一个例子: 引言 1.1 概述 电池作为现代社会中广泛应用的储能设备,其性能稳定性和寿命是至关重要的。在电池中,电芯壳体作为关键组成部分之一,用于包裹电芯内部的活性物质和导体,起到隔离和保护的作用。然而,随着电池使用时间的增长,电芯壳体可能会受到腐蚀的影响,导致电池性能下降甚至失效。 电芯壳体腐蚀是指电池內部和外部环境中的化学物质与电芯壳体材料之间发生反应,使得电芯壳体出现受损、腐蚀和失效的过程。腐蚀的形式多种多样,可能是物质的直接侵蚀、电化学的氧化还原反应、离子交换等等。 了解电芯壳体腐蚀机理对于电池性能的提升和安全性的保障具有重要意义。通过研究电芯壳体腐蚀机理,可以深入了解腐蚀形成的原因、途径

和影响因素,为针对性地改进电芯壳体材料、设计电池结构以及制定相应的腐蚀防护措施提供科学依据。 本文将对电芯壳体腐蚀的机理进行详细探讨。首先,我们将介绍电芯壳体腐蚀的基本概念和类型。接着,我们将详细分析电芯壳体腐蚀的主要因素和影响机制。最后,我们将总结电芯壳体腐蚀机理的要点,并提出相应的改进和防护措施,以期对电池的长期稳定运行提供有益的启示和指导。 通过对电芯壳体腐蚀机理的研究和理解,我们可以更好地认识电池的性能和寿命,为电池行业的可持续发展作出贡献。 1.2文章结构 1.2 文章结构 本文将从以下几个方面对电芯壳体腐蚀机理进行详细探讨: 1.2.1 前期研究回顾:首先对电芯壳体腐蚀机理的前期研究进行回顾和总结。介绍已有的相关研究成果,包括电芯壳体腐蚀的发现历程、相关研究方法和实验结果等。通过回顾前期研究,可以了解到已有的研究成果和发现,为本文的研究提供背景和基础。 1.2.2 腐蚀机理分析:在本部分中,将详细分析电芯壳体腐蚀的机理。对电芯壳体腐蚀的原因进行探讨,包括化学性腐蚀和电化学腐蚀等方面的

锂离子动力电池铝外壳的腐蚀

锂离子动力电池铝外壳的腐蚀 张娜;李杨 【摘要】通过电性能测试与扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子光谱(ICP)、X 射线衍射(XRD),能谱定量分析(EDS)等方法对外壳发生腐蚀的 铝壳锂离子动力电池和正常电池进行了研究,并分析了腐蚀发生的条件。研究发现,腐蚀电池在循环、存储以及放电倍率等性能上有明显下降,分析表明当电池内部负极耳与铝壳内壁接触并经过半年以上的放置或者使用时,有可能会发生腐蚀反应,腐蚀首先发生在铝壳内壁,然后逐步发展到铝壳外侧,腐蚀产物主要是 Li2 CO3 和铝盐。%Electrical property test,the SEM,ICP,XRD and EDS were used to study the lithium-ion power batteries;including decomposed and normal batteries with corroded aluminum casing,and the corrosion conditions were discussed.It was found that the cycle life,storage and discharge rate of corrosion batteries had a rapid declining.When the anode tab was contacted with the aluminum inner wall of aluminum lithium-ion battery,corrosion reaction might occur after more than six months of placement or using,the corrosion reaction occurd in the aluminum inner wall first,and then gradually developed into the outer aluminum.The main corrosion products were Li2 CO3 and aluminum salts. 【期刊名称】《腐蚀与防护》 【年(卷),期】2015(000)004 【总页数】5页(P351-354,365)

锂电池失效的分类和失效的原因

锂电池失效的分类和失效的原因 摘要:为了避免出现性能衰减和电池安全问题,开展锂电池失效分析势在必行。 在能源危机和环境污染的大背景下,锂离子电池作为21世纪发展的理想能源,受到越来越多的关注。但锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象。而且单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性,甚至会导致电池组停止工作或其他安全问题。近年来国内外发生了多起与电池相关的起火爆炸事故:美国特斯拉ModelS电动汽车起火事故、三星Note7手机电池起火事故、武汉孚特电子厂房起火、天津三星SDI工厂起火等…… 在能源危机和环境污染的大背景下,锂离子电池作为21世纪发展的理想能源,受到越来越多的关注。但锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象。而且单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性,甚至会导致电池组停止工作或其他安全问题。近年来国内外发生了多起与电池相关的起火爆炸事故:美国特斯拉ModelS电动汽车起火事故、三星Note7手机电池起火事故、武汉孚特电子厂房起火、天津三星SDI工厂起火等…… ▍锂电池失效的分类 为了避免上述出现的性能衰减和电池安全问题,开展锂电池失效分析势在必行。锂电池的失效是指由某些特定的本质原因导致电池性能衰减或使用性能异常,分为性能失效和安全性失效。

▍锂电池失效的原因 锂电池失效的原因可以分为内因和外因。 内因主要指的是失效的物理、化学变化本质,研究尺度可以追溯到原子、分子尺度,研究失效过程的热力学、动力学变化。 外因包括撞击、针刺、腐蚀、高温燃烧、人为破坏等外部因素。 锂电池失效的内部情况

▍锂电池常见失效表现及失效机理分析 ◆容量衰减失效 “标准循环寿命测试时,循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%。或者循环次数达到1000次时放电容量不应低于初始容量的80%”,若在标准循环范围内,容量出现急剧下滑现象均属于容量衰减失效。 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,造成失效的原因主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。 正极材料的结构失效:正极材料结构失效包括正极材料颗粒破碎、不可逆相转变、材料无序化等。LiMn2O4在充放电过程中会因Jahn-Teller效应导致结构发生畸变,甚至会发生颗粒破碎,造成颗粒之间的电接触失效。LiMn1.5Ni0.5O4材料在充放电过程中会发生“四方晶系-立方晶系”相转变,LiCoO2材料在充放电过程中由于Li的过渡脱出会导致Co进入Li层,造成层状结构混乱化,制约其容量发挥。 负极材料失效:石墨电极的失效主要发生在石墨表面,石墨表面与电解液反应,生产固态电解质界面相(SEI),如果过度生长会导致电池内部体系中锂离子含量降低,结果就是导致容量衰减。硅类负极材料的失效主要在于其巨大的体积膨胀导致的循环性能问题。 电解液失效:LiPF6稳定性差,容易分解使电解液中可迁移Li+含量降低。它还容易和电解液中的痕量水反应生成HF,造成电池内部被腐蚀。气密性不好引起电解液变质,电解液黏度和色度都发生变化,最终导致传输离子性能急剧下滑。 集流体的失效:集流体腐蚀、集流体附着力下降。上述电解液失效生成的HF会对集流体造成腐蚀,生成导电性差的化合物,导致欧姆接触增大或活性物质失效。充放电过程中Cu箔在低电位下被溶解后,沉积在正极表面,这就是所谓的“析铜”。集流体失效常见的形式是集流体与活性物之间的结合力不够导致活性物质剥离,不能为电池提供容量。 ◆内阻增大 锂电池内阻增大会伴随有能量密度下降、电压和功率下降、电池产热等失效问题。导致锂离子电池内阻增大的主要因素分为电池关键材料和电池使用环境。 电池关键材料:正极材料的微裂纹与破碎、负极材料的破坏与表面SEI过厚、电解液老化、活性物质与集流体脱离、活性物质与导电添加剂的接触变差(包括导电添加剂的流失)、隔膜缩孔堵塞、电池极耳焊接异常等。 电池使用环境:环境温度过高/低、过充过放、高倍率充放、制造工艺和电池设计结构等。 ◆内短路 内短路往往会引起锂离子电池的自放电,容量衰减,局部热失控以及引起安全事故。 铜/铝集流体之间的短路:电池生产或使用过程中未修剪的金属异物穿刺隔膜或电极、电池封装中极片或极耳发生位移引起正、负集流体接触引起的。

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