锂电池失效的分类和失效的原因

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锂电池生产中各种不良原因及解析总结.doc

锂电池生产中各种不良原因及分析各种不良原因的造成以及原因分析20130830一、短路：1、隔膜刺穿：1）极片边尾有毛刺，卷绕后刺穿隔膜短路（分切刀口有毛刺、装配有误）；2）极耳铆接孔不平刺穿隔膜（铆接机模具不平）；3）极耳包胶时未包住极耳铆接孔和极片头部（裁大片时裁刀口有毛刺）；4）卷绕时卷针划破隔膜（卷针两侧有毛刺）；5）圧芯时气压压力太大、太快压破隔膜（气压压力太大，极片边角有锐角刺穿隔膜纸）。

2、全盖帽时极耳靠在壳闭上短路：1）高温极耳胶未包好；2）壳壁胶纸未贴到位；3）极耳过长弯曲时接触盖帽或壳壁。

3、化成时过充短路：1）化成时，正负极不明确反充而短路；2）过压时短路；3）上柜时未装好或内部电液少，充电时温度过高而短路。

4、人为将正负极短路：2）清洗时短路。

二、高内阻：1、焊接不好：极耳与极片的焊接；极耳与盖有虚焊。

2、电液偏少：注液量不准确偏少；封口时挤压力度过大，挤出电液。

3、装配结构不良：极片之间接触不紧密；各接触点面积太小。

4、材质问题：极耳及外壳的导电性能；电液的导电率；石墨与碳粉的导电率。

三、发鼓：1、电池内有水分：制造流程时间长；空气潮湿；极片未烘干；填充量过大，入壳后直接发鼓；极片反弹超厚，入壳后发鼓。

2、短路：过充或短路。

3、高温时发鼓；超过50°C 温度发鼓。

四、低容量：1、敷料不均匀，偏轻或配比不合理。

2、生产时断片、掉料。

3、电液量少。

4、压片过薄。

五、极片掉料：2、拉浆温度过高。

3、各种材料因素：如 P01、PVDF 、SBR、CMC 等性能问题。

4、敷料不均匀。

六、极片脆：1、面密度大，压片太薄。

2、烘烤温度过高。

3、材料的颗粒度，振头密度等。

各工位段不良原因的造成及违规操作一、配料：不良原因： 1）各种添加剂与P01 的配比；2 ）浆料中的气泡；导致拉浆时不良率增加，以及3 ）浆料中的颗粒；正负极活性物质的容量发挥和4）浆料的粘度。

极片掉料。

不良操作：1）加入添加剂时少加或多加；2）浆料搅拌时间不准确；3）浆料中添加剂或多或少。

正极材料的失效

正极材料的失效正极材料的失效是指在锂离子电池等电化学储能设备中使用的正极材料在长时间使用过程中出现性能下降或失效的现象。

正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，它负责储存和释放锂离子，决定了电池的能量密度、充放电速率和循环寿命等关键性能。

正极材料的失效可能由多种因素引起，下面将详细介绍其中的几种主要原因。

1. 锂离子嵌入/脱嵌反应损失：正极材料在充放电过程中会发生锂离子的嵌入和脱嵌反应。

然而，这些反应并不是完全可逆的，会导致正极材料中的活性物质结构破坏和体积变化。

随着充放电次数的增加，正极材料中的嵌锂和脱锂反应会逐渐减少可逆性，导致电池容量下降和循环寿命缩短。

2. 结构破坏和机械应力：正极材料在充放电过程中经历体积的变化，这会导致材料的结构破坏和机械应力集中。

这些应力会导致正极材料的颗粒剥落、裂纹形成和电极与电解液之间的界面失效。

这些结构破坏和机械应力的累积会导致电池性能下降和寿命缩短。

3. 电解液降解和界面问题：正极材料与电解液之间的界面是锂离子传输的关键位置。

电解液中的溶剂和盐会与正极材料发生反应，形成固体电解质界面膜（SEI膜）。

然而，这种界面膜的形成和生长可能导致电解液中锂离子的损失和电池容量的下降。

此外，界面膜的不稳定性还可能导致电池内部的副反应和极化现象，进一步影响电池性能和寿命。

4. 热失控和热失效：正极材料在高温条件下容易发生热失控，导致电池内部温度升高。

高温会加速正极材料的结构破坏、电解液的降解和界面膜的不稳定性，进一步加剧电池的失效。

此外，热失控还可能引发电池内部的热失效，导致电池爆炸或火灾等严重安全问题。

为了解决正极材料的失效问题，研究人员正在开展各种工作。

一方面，他们致力于开发新型的正极材料，具有更高的容量、更好的循环寿命和更高的热稳定性。

另一方面，他们也在改进电池的设计和制造工艺，以减轻正极材料的结构破坏和机械应力，提高电解液的稳定性和界面的质量。

总之，正极材料的失效是影响锂离子电池性能和寿命的重要因素。

磷酸铁锂电池失效原因汇总分析

磷酸铁锂电池失效原因汇总分析了解磷酸铁锂电池的失效原因或机理，对于提高电池性能及其大规模生产和使用非常重要。

一、生产过程中的失效在生产过程中，人员、设备、原料、方法、环境是影响产品质量的主要因素，在LiFePO4动力电池的生产过程中也不例外，人员和设备属于管理的范畴，因此我们主要讨论后三个影响因素。

电极活性材料中的杂质对电池造成的失效LiFePO4在合成的过程中，会存在少量的Fe2O3、Fe等杂质，这些杂质会在负极表面还原，有可能会刺穿隔膜引发内部短路。

LiFePO4长时间暴露于空气中，湿气会使电池发生恶化，老化初期材料表面形成无定型磷酸铁，其局部的组成和结构都类似于LiFePO4(OH)；随着OH的嵌入，LiFePO4不断被消耗，表现为体积增大；之后再结晶慢慢形成LiFePO4(OH)。

而LiFePO4中的Li3PO4杂质则表现为电化学惰性。

石墨负极的杂质含量越高，造成的不可逆的容量损失也越大。

化成方式对电池造成的失效活性锂离子的不可逆损失首先体现在形成固体电解质界面膜过程中消耗的锂离子。

研究发现升高化成温度会造成更多的不可逆锂离子损失，因为升高化成温度时,SEI膜中的无机成分所占比例会增加，在有机成分ROCO2Li到无机成分Li2CO3的转变过程中释放的气体会造成SEI膜更多的缺陷，通过这些缺陷溶剂化的锂离子会大量嵌入石墨负极。

在化成时，小电流充电形成的SEI膜的组成和厚度均匀，但耗时；大电流充电会造成更多的副反应发生，造成不可逆锂离子损失加大，负极界面阻抗也会增加，但省时；现在使用较多的是小电流恒流-大电流恒流恒压的化成模式，这样可以兼顾两者的优势。

生产环境中的水分对电池造成的失效在实际生产中，电池不可避免地会接触空气，由于正负极材料大都是微米或纳米级的颗粒、而电解液中溶剂分子存在电负性大的羰基和亚稳定态的碳碳双键，都容易吸收空气中的水分。

水分子和电解液中的锂盐(尤其是LiPF6)发生反应，不仅分解消耗了电解质（分解形成PF5)，还会产生酸性物质HF。

锂电池常见故障和障缺陷原理1

一、锂电池为什么有安全性问题1、内部短路是如何形成的：锂离子电池的最大的隐患是应用钴酸锂的锂离子电池在过充的情况下（甚至正常充放电时），锂离子在负极堆积形成枝晶，刺穿隔膜，形成内部短路。

2、产生大电流：外部短路，内部短路将产生几百安培的过大电流。

i. 外部短路时，由于外部负载过低，电池瞬间大电流放电。

在内阻上消耗大量能量，产生巨大热量。

ii. 内部短路，主要原因是隔膜被穿透，内部形成大电流，温度上升导致隔膜熔化，短路面积扩大，进而形成恶性循环。

3、气体是哪里来的：锂离子电池为达到单只电芯 3 － 4.2V 的高工作电压（镍氢和镍硌电池工作电压为1.2V ，铅酸电池工作电压为2V ），必须采取分解电压大于2V 的有机电解液，而采用有机电解液在大电流，高温的条件下会被电解，电解产生气体，导致内部压力升高，严重会冲破壳体。

4、燃烧是如何发生的：热量来源于大电流，同时在高电压（超过5V ）情况下，正极锂的氧化物也会发生氧化反应，析出金属锂，在气体导致壳体破裂的情况下，与空气直接接触，导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆炸。

5、聚合物电池是否会有安全性问题：聚合物电池与锂离子电池的区别在于电解液为胶状、半固态，锂离子电池电解液为液态。

所以，聚合物电池可以使用软包装，在内部产生气体时，可以更早的突破壳体，避免气体聚集过多，产生激烈涨裂。

但聚合物电池并没有从根本上解决安全性问题，同样使用钴酸锂和有机电解液，而且电解液为胶状，不易泄漏，将会发生更猛烈的燃烧，燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。

二、如何解决大容量锂电池的安全性问题锂离子电池的安全性问题，并不是外围问题，而是一个基于材料技术的本质问题。

在材料技术上取得突破：1、选择安全的正极材料，目前的正极有钴酸锂和锰酸锂两种量产的材料产品。

钴酸锂在小电芯方面是很成熟的体系，由于钴酸锂在分子结构方面（LiCo ）的特点：充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶。

(完整)锂离子电池失效模式分析

功能要求潜在的失效模式
潜在的失效后果
极片漏箔
容量低厚度偏厚
电芯直径偏大，难入壳制程水分控制差
极片掉料，低电压导电剂用量少
内阻大，循环性能差，平台低面密度偏大
正负极容量不匹配，循环性能差压实密度大
极片断裂，容量低，低电压极片长
电芯直径偏大，难入壳，负极包不住正极极片短
容量低极片漏箔
存在严重安全隐患厚度偏厚
电芯直径偏大，难入壳制程水分控制差
极片掉料，严重影响循环性能导电剂用量少
内阻大，循环性能差，平台低面密度偏大
造成电解液量相对偏少，影响循环性能面密度偏小
正负极容量不匹配，循环及安全性能差压实密度大
容量低极片长
电芯直径偏大，难入壳极片短
负极包不住正极，存在严重安全隐患负极与正极片错位
负极包不住正极，存在严重安全隐患横向收缩率大
安全可靠性差，热冲击测试爆炸纵向收缩率大
安全可靠性差，热冲击测试爆炸厚度偏厚电芯偏厚，难入壳宽度偏窄
短路爆炸孔隙率偏小
内阻大水含量高
化成时电池内压大，盖帽反转，电池报废；循环型性能差电导率小于9ms/cm 内阻大，平台低过充性能差
过充4.8V 爆炸用量偏少
内阻大，平台低，成品电池循环衰减快滚槽及封口后钢壳变形正负极短路致电池爆炸封口尺寸不到位
密封差钢壳表面残留电解液及水分钢壳生锈
封口处残存电解液
爬液致封口处钢壳严重生锈温度高于25℃
分容容量偏高温度低于25℃分容容量偏低锂离子电池失效模式分析表
外壳用于保护极组，容纳极组和电解液分容负极片匹配正极容量隔膜把正负极搁开，只让锂离子通过
电解液用于承载锂离子，起导电作用正极片保证电池容量。

锂电池容量衰退的原因总结与分析

锂电池容量衰退的原因总结与分析一、析锂和SEI膜本文综合分析了锂离子电池容量衰退机理，对影响锂离子电池老化与寿命的因素进行分类整理，详细阐述了过充、SEI膜生长与电解液、自放电、活性材料损失、集流体腐蚀等多种机理，总结了近年来各领域学者在电池老化机理方面的研究进展，详细分析了锂离子电池老化影响因素与作用方式，阐述了老化副反应建模方法。

（1）锂离子电池老化原因分类与影响1、锂离子电池老化原因分类锂离子电池的老化过程受其在电动汽车上的成组方式、环境温度、充放电倍率和放电深度等多种因素影响，容量及性能衰退通常是多种副反应过程共同作用的结果，与众多物理及化学机制相关，其衰减机理与老化形式十分复杂。

综合近年来国内外的研究进展，目前影响锂离子电池容量衰退机理的主因包括：SEI膜生长、电解液分解、锂离子电池自放电、电极活性材料损失、集流体腐蚀等。

在实际的锂离子电池老化过程中，各类副反应伴随着电极反应同时发生，各类老化机理共同作用，相互耦合，增大了老化机理研究的难度。

2、锂离子电池老化影响锂离子电池老化对电池综合性能具有比较深刻的影响，主要体现在充放电性能下降、可用容量衰减、热稳定性下降等。

锂离子电池老化后主要的外特性表现为可用容量下降与电池内阻上升，进而导致锂离子电池的实际充放电容量、最大可用充放电功率等下降；同时因锂离子电池内阻上升，在使用过程中伴随生热增加、模组内温度上升、温度不一致性增大等问题，对锂离子电池热管理系统要求提高；而锂离子电池内部的副反应等则因电池成组方式、连接结构等导致单体使用工况存在差异，随着电池使用，电池内各单体间的老化速度存在差异，加剧了锂离子电池组不一致性的产生。

锂离子电池的开路电压曲线表征了当前锂离子电池内部电动势。

随着锂离子电池老化后，开路电压曲线相对于原始状态会发生一定程度的偏移或变形，从而导致锂离子电池的实际充放电电压曲线会发生变化，影响实际使用过程中的电池管理系统电池状态估算精度。

电池失效分析范文

电池失效分析范文电池失效是指电池无法正常工作或无法提供足够的电能，导致设备无法正常运行或电池寿命大幅缩短。

电池失效的原因很多，主要包括内部化学反应、外部环境和使用不当等方面。

本文将从这三个方面对电池失效进行分析。

一、内部化学反应电池内部的化学反应是电池正常工作的基础，但也是电池失效的主要原因之一、电池内部的化学反应会导致电池正极和负极活性物质消耗，减少电池的容量，从而使电池的工作时间缩短。

电池内部的化学反应还可能产生气体，导致电池膨胀、泄漏甚至爆炸。

此外，电池内部还可能出现电解液溢出、晶体生长等现象，进一步影响电池的性能。

二、外部环境电池的工作性能很大程度上受外部环境的影响。

高温环境是电池失效的主要原因之一、高温会导致电池内部的化学反应加速，电池的容量大幅减少，寿命缩短。

此外，温度过高还会加速电池内部的气体产生和电解液的蒸发，进一步影响电池的稳定性。

除了高温，低温环境也会导致电池的性能衰减，冻结电池内部的电解液，增加电池的内阻，使电池的输出电压下降。

湿度是另一个影响电池性能的因素。

高湿度会使电池内部的金属部件氧化，增加电池的内阻，降低输出电压。

此外，湿度过高还会导致电池内部的电解液溢出，甚至损坏电池的结构。

三、使用不当电池的使用不当也是导致电池失效的主要原因。

过充和过放是常见的使用不当导致电池失效的原因之一、过充会导致电池内部的化学反应失控，气体产生增加，电解液溢出，甚至导致爆炸。

而过放则会导致电池内部的电解液浓度异常升高，使电池内部的化学反应加速，电池容量迅速减少，寿命缩短。

此外，充电器的选择也会影响电池的寿命。

如果选用不合适的充电器，会导致电池充电过度，加速化学反应，降低电池寿命。

总结起来，电池失效的原因主要包括内部化学反应、外部环境和使用不当等方面。

为了延长电池的寿命，我们需要在使用电池时避免过充和过放，选择合适的充电器，避免在高温或潮湿的环境中使用电池。

同时，定期检查电池的状态，及时更换老化的电池也是保证电池性能的重要措施。

锂电池大内阻故障的常见解决方案

锂电池大内阻故障的常见解决方案锂电池作为一种高能量密度、环保、长寿命的电池技术，已经广泛应用于电动车、移动设备和可穿戴设备等领域。

然而，锂电池在使用过程中难免会出现内阻过大的故障，影响其性能和寿命。

本文将介绍锂电池大内阻的原因，并提出常见的解决方案。

一、锂电池大内阻的原因1. 密封失效：锂电池在长期使用过程中，因为密封失效，气体和液体的渗漏会导致电池内部产生化学反应，进而增加了内阻。

2. 动态极化：锂电池在充放电过程中，随着电池的老化，极化现象会逐渐产生。

动态极化会导致内阻增加，加大了电能转化的损耗。

3. 薄膜析出：锂电池中的电解质中含有锂盐和有机溶剂，长期使用后，会在电极上形成薄膜析出物，阻碍电池内部离子的传递，导致内阻增加。

二、常见解决方案1. 恢复充电：对于内阻过大的锂电池，可以尝试通过恢复充电的方式来解决。

恢复充电是指将电池放在低电压下（如0V）进行慢充电的过程，通过反复充放电循环，可以帮助锂离子重新溶解在电解质中，减少薄膜析出物的问题。

2. 优化温度控制：锂电池的内阻和温度息息相关，过高或过低的温度都会导致内阻增加。

因此，在使用锂电池的过程中，我们需要确保电池工作在合适的温度范围内，避免长时间处于高温或低温环境中。

3. 选择合适的充电器和放电器：不合适的充放电器也会导致锂电池内阻的增加。

应该选择合适的充电器和放电器，保证电流和电压符合电池的标准要求，防止过充或过放引起的内阻问题。

4. 更新电池管理系统（BMS）：电池管理系统是控制锂电池工作状态的关键设备，通过更新BMS的软件和固件，可以提高对电池内阻的监控和控制能力，及时发现和解决内阻过大的问题。

5. 深度充放电：对于长期存放的锂电池，内阻可能会增加。

通过进行深度充放电来激活电池，可以减少内阻的问题。

但是需要注意，深度充放电对锂电池的健康也有一定的影响，应该谨慎操作。

6. 更换新电池：如果锂电池的内阻已经达到无法修复的程度，那么更换新的电池可能是最好的解决方案。

锂电池安全问题及失效分析

锂电池安全问题及失效分析摘要：在日常的使用当中，锂电池比较容易发生火灾爆炸等事故，之所以产生这样的危险事故，其本质原因是锂电池的有机材料所致。

电池在使用和储存的过程当中均有可能发生起火爆炸的事故，另外还会出现容量衰减、内阻增大、产气、漏液等异常情况，这些情况大大的降低了锂电池的使用性能，同时锂电池的可靠性与安全性也会受到严重的影响，通过对锂电池失效原因开展深入探究对未来锂电池性能的提升和相关技术的发展有着极为重要的意义。

关键词：建筑装饰；新技术；新工艺；施工分析1锂电池失效产生途径1.1内部短路在日常的锂离子电池使用当中，内部短路问题是其安全问题中一项极为重要的威胁，当前在大多数的锂电池安全问题当中，内部短路问题占比极高。

内部短路问题产生的原因是由于电池内部正负极发生点短路所致，当锂电池的正负极之间发生短路时，在短路点会产生热量，因为隔膜的材料特性，当温度升高后隔膜熔融，短路面积持续扩大，最终造成大面积短路，电池的电压骤降而温度迅速上升，从而诱发起火甚至爆炸。

由于短路对安全的影响极其重要，在整个电池的生产制造过程中都会严格控制金属颗粒和粉尘，降低短路的可能性。

1.2电路故障为了做好锂离子电池的相关保护，在电池的宿主设备或者适配器设置中会有充放电管理电路存在，甚至在部分的设备中还会有放电的负载电路。

为了对锂离子电池做好相应的保护，在电池的PACK封装过程当中，厂家还会在相应的设备当中加入保护电路板，但这些电路的存在会使得电池组以及外部极有可能在使用过程当中出现使用故障，常见的故障中包含有过充、过放、外部短路等情况，这些情况在一定情况下可能会使得电池发生过热、爆炸等类型的危险事件。

电池发生在过充后在内部会产生剧烈的化学反应，在一系列的反应发生的同时会伴随有大量的热产生，热量的聚集会导致隔膜失效，从而使得电池内部发生热失控。

过放会使电池的电压出于低于规定的放电截止电压，在低电压情况下，电解液会进一步分解进而形成大量的气体，内压突增，从而使电池外壳膨胀，最终导致漏液情况的发生。

磷酸铁锂高温失效的原因

磷酸铁锂高温失效的原因
磷酸铁锂高温失效的原因有以下几点：
1. 锂电池高温导致电解液不稳定：高温会导致电解液中的溶剂和添加剂的挥发和分解，使得电解液中的溶质浓度发生变化，进而导致电池内化学反应热失控。

2. 正极材料减活性：高温会使磷酸铁锂正极材料中的锂离子溶解度增加，造成锂离子的丢失和结构变化，导致正极活性物质的减少或失效，降低了电池的容量和循环性能。

3. 正负极间安全性差：在高温环境下，正负极之间的界面反应会加速，造成电池内部的电解液耗损增加，电池内部的反应逐渐加速，进而导致电池内部的钝化层破裂，引起正负极短路。

4. 热膨胀不一致性：高温会导致电池内部正负极材料、电解液和隔膜的热胀冷缩不一致，产生应力，容易引发结构损坏，导致电池的机械性能下降。

总的来说，磷酸铁锂电池在高温条件下会因电解液不稳定、正极材料减活性、正负极间不安全性差、热膨胀不一致性等原因导致高温失效。

因此，在使用过程中需要注意避免将电池长时间暴露在高温环境中，以减少高温失效的风险。

电池失效原理

电池失效原理
电池失效是指电池无法正常提供电能的情况，主要原因有以下几点：
1. 化学反应耗尽：电池的主要工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。

当电池使用一段时间后，化学物质可能会耗尽，导致电池无法继续工作。

2. 电解质蒸发：电池内部的电解质负责传导离子，维持电池的正常工作。

然而，在长期使用后，电解质可能会蒸发或溶解，导致电池失去传导离子的能力，从而使电池失效。

3. 电池内部腐蚀：电池的内部部件可能会因为长期使用而腐蚀，导致电池的反应速率减慢或者电池内部短路，从而使电池不能正常工作。

4. 电池老化：电池在长时间使用后，会经历电化学反应，导致电池内部材料的老化。

电池老化会导致电池容量下降，电压不稳定，甚至电池内部损坏，从而引起电池失效。

为了尽量延长电池的寿命并减少电池失效的风险，我们应该注意以下几点：
1. 避免长时间超充或过放：过度充电或过放会加速电池的老化，因此我们应该避免长时间将电池连接到充电器或者完全耗尽电池的能量。

2. 注意温度控制：电池在过高或过低的温度下工作可能会引起电池老化或者损坏。

因此，在使用电池时，应尽量避免将电池暴露在极端温度下。

3. 注意储存条件：如果要长时间存放电池而不使用，应将电池储存在干燥、冷却且通风的环境中，以减少电池的老化速度。

总之，电池失效是由多种因素导致的，但我们可以通过注意使用条件和储存条件，尽量延长电池的使用寿命，并减少电池失效的风险。

锂电池维修故障及处理方法

锂电池在使用过程中可能会遇到一些故障，以下是几种常见的故障及处理方法：
电池容量下降：
原因：长期使用或频繁充放电导致电池容量衰减。

处理方法：尝试使用专业的电池修复工具进行电池修复，或更换新的锂电池。

充电速度变慢：
原因：电池内部产生了电化学反应导致充电效率下降。

处理方法：检查充电器是否正常工作，尝试更换充电器或使用原厂推荐的充电设备。

如果问题仍然存在，可能需要更换新的锂电池。

电池发热：
原因：充电或使用过程中电池内部产生过多的热量。

处理方法：停止使用电池，让其冷却一段时间。

检查电池是否正常，如果问题仍然存在，可能需要更换新的锂电池。

电池充电周期减少：
原因：电池充放电循环次数达到一定数量后，电池性能开始下降。

处理方法：根据电池说明书中的建议，使用合适的充电器和适量的充电次数。

如果问题严重，可能需要更换新的锂电池。

电池充不满或放电过快：
原因：电池管理系统出现故障，导致充电控制不准确。

处理方法：检查电池连接是否良好，尝试重新校准电池管理系统。

如果问题仍然存在，可能需要寻求专业的维修服务。

需要注意的是，锂电池在维修过程中需要谨慎操作，确保自身安全。

如果您不熟悉电池维修或存在较大故障，建议咨询专业的电池维修服务提供商或生产商进行检修或更换。

锂离子电池失效原因

锂离子电池失效原因
1、锂离子电池过充：当存在过充的情况时，将会对正极材料造成氧化，从而影响电解液的浓度，使得电解质两端的性能不平衡，最终导致电池容量下降。

2、锂离子电池过放：过放可能会产生过量的电压，从而使得正极材料出现氧化反应，产生大量的氧化物，使得电解质两端不平衡，并最终导致电池容量下降。

3、短路故障：短路会使电池中的温度升高，并影响电解质的性能，从而使得电池的容量下降。

4、低温：锂离子电池在低温环境下放电，电解质的活性会降低，从而使得电池的容量下降。

分析锂电池常见的故障原因

郑州正方科技有限公司：一：电池不良项目及成因1.容量低的原因：附料量偏少；极片两面附料量相差较大；极片断裂；隔膜孔隙率小；胶粘剂老化→附料脱落；卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）；分容时未充满电；正负极材料比容量小2.内阻高的原因：负极片与极耳虚焊；正极片与极耳虚焊；正极耳与盖帽虚焊；负极耳与壳虚焊;铆钉与压板接触内阻大；正极未加导电剂；电解液没有锂盐；电池曾经发生短路；隔膜纸孔隙率小。

3.电压低的原因：副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；未化成好（SEI膜未形成安全）客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）；客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；毛刺；微短路；负极产生枝晶。

4.超厚的原因：焊缝漏气;电解液分解;未烘干水分;盖帽密封性差;壳壁太厚;壳太厚;卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。

5.成因有以下几点：未化成好（SEI膜不完整、致密）；烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料；负极比容量低；正极附料多而负极附料少；盖帽漏气，焊缝漏气；电解液分解，电导率降低。

6.爆炸：分容柜有故障（造成过充）；隔膜闭合效应差;内部短路；7.短路：料尘；装壳时装破；尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）卷绕不齐；没包好；隔膜有洞;毛刺8.断路：极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；连接片断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太*下）二：解剖电池常见现象资料解剖电池时遇到些情况,下面罗列出来,不知道各位前辈对这些情况有何见解.1.明明很容易断的正极片注液以后却变得柔软.?2.正极片出现褶皱现象(内层)?3.刚拆出来的负极片边缘和内层会是暗紫色,和极片中间部分颜色不一样.(中间是金黄色)?4.为什么每次拆开的负极片头部(第一小片)会有很多白色物质,是不是锂,为什么在那里这么多.5.为什么短路以后正极片上面有铜,是不是负极的铜被电解过来.而且为什么是在正极头部吸铜最多.6.负极耳发黑,是不是短路现象.(大电流通过的遗迹)或者是负极石墨溶解?7.观察正极料过量,是不是在负极片上滴水,看是否燃火.答案搜索:(声明没有标准答案,以现场为主)第一:极片充放电后已经反弹,肯定变软,通俗点,没那么死了.里面松了;第二:那个是正常的~前面几圈卷饶时贴近卷针,肯定有折痕...除非你用非常厚的针,呵呵,这个不可能哦第三:没充电灰色,半充暗紫色,满充金黄,那种情况自己想,提示:浸润程度;第四:负极片头部(第一小片)会有很多白色物质,其他地方要是没有,就是你设计问题,是锡锂;第五:这个问题不清楚,不知道你那什么情况,是不是反充了,是整体还是部分,也有可能短路..第六:负极耳发黑,看情况了，一般是短路,第七:滴水谁给你教的? 没听过;正极料过量,负极很明显的,当然你要排除外因;补充几点:1.隔膜局部发黄或有黑点,是否曾经大电流通过,击穿隔膜.短路造成,可能是粉尘,也可能是你隔膜本来有孔,当然也有材料方面的可能;2.在电池外包装时,点焊铆钉时电流不稳定或电流过大会使外露负极耳旁的隔膜烧坏,但高温胶是否会被烧掉.这个还没见过,一般点焊是瞬间的,能量大到可以烧化里面的隔膜还真没见过,高温胶只是奈温高点,你要是有个1000度一样完蛋,爆炸的电池你可以看看,高温胶纸也成灰了！。

CMA 电池失效分析

CMA 电池失效分析
失效主要分为两类：一类为性能失效，另一类为安全性失效。

性能失效指的是锂电池的性能达不到使用要求和相关指标，主要有容量衰减或跳水、循环寿命短、倍率性能差、一致性差、易自放电、高低温性能衰减等；安全性失效指的是锂电池由于使用不当或者滥用，出现的具有一定安全风险的失效，主要有热失控、胀气、漏液、析锂、短路、膨胀形变等。

失效分析的诞生伴随失效现象，以判定和预防其发生为目的。

失效分析是一种判断产品失效模式、分析失效原因、预测或预防失效现象的技术活动和管理活动。

人们对锂电池的使用性能指标提出了更高的要求，尤其凸显在体积质量能量密度、功率密度、循环寿命、成本、安全性能等方面。

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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。

隔膜失效引起的短路：隔膜老化、隔膜塌缩、隔膜腐蚀等会导致隔膜失效，失效隔膜失去电子绝缘性或空隙变大使正、负极微接触，然后出现局部发热严重，继续充放电会向四周扩散，导致热失控。

杂质导致短路：正极浆料中过渡金属杂质未除干净会导致刺穿隔膜或促使负极锂枝晶生成导致内短路。

锂枝晶引起的短路：长循环过程中局部电荷不均匀的地方会出现锂枝晶，枝晶透过隔膜导致内短路。

电池设计制造或电池组组装过程上，设计不合理或局部压力过大也会导致内短路。

电池过冲和过放的诱导下也会出现内短路。

◆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，但是过渡消耗电解液释放气体或正极材料释氧等现象属于异常放气。

常出现在软包电池中，会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。

正常电芯与失效电芯气体成分分析
电解液中的痕量水分或电极活性材料未烘干，导致电解液中锂盐分解产生HF，腐蚀集流体Al以及破坏黏结剂，产生氢气。

不合适电压范围导致的电解液中链状/环状酯类或醚类会发生电化学分解，会产生C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、CO2等。

◆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。

诱发锂电池热失控的因素为非正常运行条件，即滥用、短路、倍率过高、高温、挤压以及针刺等。

电池内部常见的热行为
◆析锂
析锂即在电池的负极表面析出金属锂，是一种常见的锂电池老化失效现象。

析锂会使电池内部活性锂离子减少，出现容量衰竭，而且会形成枝晶刺穿隔膜，就会导致局部电流和产热过大，最终造成电池安全性问题。

失效电池常见析锂图片
中国失效分析已在机械领域和航空领域得到系统性的发展，而在锂电池领域还未得到系统的研究。

电池企业及材料企业各自开展锂离子电池失效分析的研究，但多偏重于电池制造工艺和材料的研发制备，以提高电池性能、降低电池成本为直接目标。

未来研究院所与相关企业可加强合作交流，力求建立与完善的锂离子电池失效故障树和失效分析流程。