谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施
锂电池制作过程中常见异常及解决方案
锂电池制作过程中常见异常及解决方案一、浆料异常及解决方案异常1：沉降，粘度变化大原因：浆料不稳定的原因是吸水，粘接剂少，未分散好；解决方法：调整原材料选型，主要是考虑比表，粘度等，调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整粘结剂用量，控制环境水分。
异常2：固含量低原因：消耗NMP多，主要原因是正极比表大，正极径小，搅伴时间长，粘接剂固含量低；解决方法：调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整正极选型，调整粘结剂选型。
异常3：难过筛原因：大颗粒，主要原因是正极大颗粒，正极粘度高，吸水团聚；解决方法：控制材料颗粒，降低浆料粘度，防止吸水。
异常4：无流动性，变果冻原因：吸水，主要原因是正极水分高，正极PH高，正极比表大，NMP水分高，环境湿度大，粘结剂水分高；解决方法：控制环境湿度，控制原材料水分，降低原材料PH值。
二、辊压前极片异常解决方案异常1：颗粒原因：主要原因是有颗粒或团聚，原材料大颗粒，浆料粘度高，浆料团聚；解决方案：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水；异常2：裂纹原因：是极片内NMP挥发慢，烘箱温度高，涂布速度快；解决方法：降低前段烘箱温度，降低涂布速度；异常3：气泡原因：浆料有气泡主要是因抽真空不彻底，搁置时间短，抽真空时搅伴速度过快；解决方法：延长抽真空时间，加入表面活性剂消泡；异常4：划痕原因：主要是浆料粘度高，来料大颗粒，浆料团聚，涂布刀口有干料；解决方法：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水；异常5：拖尾原因：主要是粘度偏高或粘度偏低；解决方法：调整粘度；异常6：质量不稳定原因：浆料不稳定的主要原因是浆料吸水，粘结剂胶水用量少，未分散好，涂布设备波动；解决方法：控制吸水，调整设备，调整粘度；三、辊压后极片异常及解决方案异常1：断片，脆片原因：使用压实过高的原因有烘烤时间长，温度高，粘结剂胶水变性，极片吸水；解决方法：降低压实，极片烘烤时间缩短；异常2：白点原因：极片内层NMP挥发慢的原因是烘箱温度高，涂布速度快；解决方法：控制吸水（原材料，环境）；异常3：起皮，掉料原因：脱粉主要是材料水分敏感，极片存储环境湿度大；解决方法：控制吸水（原材料，环境）；四、电芯异常及解决方案异常1：电芯工艺，电芯卷绕过松负极过量比设计不合理，安全系数低，正负未包裹正极，正负极片距离不均匀等原因；解决方法：控制卷绕工艺一致性，提高负极过量化，修改正负极片长度设计，优化电芯制作工艺；异常2：正极，混料过程不均匀，解决方法：控制浆料一致性及涂布一致性；异常3：负极，局部区域量少，浸润性差，压实过高或过低，颗粒太大，有效嵌锂面积小，材料配向性差或导电性差，面密度过高，混料不均匀，粘接剂锂电胶水上浮等问题；解决方法：控制浆料一致性及涂布一致性，优化负极过量比，控制原材料颗粒，优化负极配比，优化负极面密度，优化锂胶水粘合剂型号；异常4：电解液，电导率低，粘度大，SEI膜阻抗大，电解液中有气泡，SEI膜不均匀等问题；解决方法：提高电解液电导率，降低电解液粘度，优选成膜添加剂，控制电解气泡，控制化成工艺，保证成膜一致性；异常5：隔膜，孔隙率低，隔膜对电解液浸润性差，孔隙分布不均匀等问题；解决方法：优选孔隙率适合的隔膜，提高电解液的浸润性，控制隔膜来料，保证一致性；异常6：充电制度，充电电流大，充电温度低，截止电压高，电芯内温度分布不均匀等问题；解决方法：小电流化成，适当降低环境温度，适当降低充电截止电压，提高极片过流能力（宽极耳）；五、电性能异常分析及解决方案异常1：平台低原因：电解液粘度大，电芯内阻大，放电电流大，环境温度低等问题；解决方法：电解液来料相关指标确认及优化，电芯内阻影响因素确认，控制环境温度及放电电流；异常2：容量低：原因：正极敷料量少，压实偏大，负极效率低，环境温度低，电芯吸水，电芯倍率差，电解液浸润性差等问题；解决方法：正极敷料量确认，正极压实及挥发确认，负极压实及首效确认，电芯倍率及测试环境温度等确认，拆解失效电池分板界面情况及影响因素；异常3：自放电大：原因：原材料杂质多，极片微粉多，极片分切毛刺大，隔膜孔隙率大等问题；解决方法：制程中各工序及设备控制，金属杂质来源查找并控制，各原材料的金属材质含量确认，隔膜及其他辅料性能确认；异常4：高温存储差：原因：电解液高温性能差，电芯水分含量偏高，正极残锂量高等问题；解决方法：电解液水分配方成分确认，电芯制程水分控制，正极残锂量确认；异常5：倍率差：原因：导电剂少，正极粘结性差，电芯内阻大，压实偏大，隔膜性能影响，电解液电导率低等问题；解决方法：配方及设计参数确认，电芯内阻相关因素确认，电芯制程的环境控制，拆解失效电池分析界面情况及影响因素；异常6：循环差：原因：负极析锂，过程吸水，隔膜透气性差，压实偏大，测试温度变化，注液量少，SEI膜成膜差等问题；解决方法：压实及注液量等影响因素确认，负极过量比优化，电芯倍率及测试环境温度等确认，拆解失效电池分析界面情况及影响因素；。
锂离子常见问题原因分析及解决方案
新 疆 有 色 金 属
增刊 １
锂离子常见 问题原 因分析及解决方案
随着科技水平 的高速发展 ， 锂 电池 的使用范 围 电压下降过快。
及 作 用 早 已不 言 而 喻 ， 但 是 在 我 们 的 日常 生 活 中锂 一般 是 点焊 位 置 不 正确 所 致 ， 正 确 点 焊 位 置应 电池 事故 问题 总是 层 出不 穷 ， 时时 困 扰着 我们 ， 鉴 于 该 在 底部 或 有标 记 “ Ａ ” 或“ 一” 侧 面点 焊 ， 无标 识 侧 面 此， 小 编 特 别 整 理 了锂 离 子 常 见 问 题 原 因 分 析 及解 和大 面 是不 能 点 焊 的 。另外 有 些是 点 焊镍 带 可 焊性
决措施 ， 希望给大家提供方便。 太差 ， 因此必须使用很大电流点焊 ， 致使 内部耐高温 １ 电压不一致 ， 个别偏低 胶带也不能起作用 ， 造成 电芯 内部短路。 （ １ ） 自放 电大 造成 电压 低 点焊 后 电池掉 电也有 部 分 是 由于 电池本 身 自放 电芯 自放电大 ， 使其 电压降低 比其它快 ， 电压低 电较 大所致 。 可 以通过存 贮 后检 电压来 消 除 。 ５电池爆 炸 （ ２ ）荷 电不 均造 成 电压低 产生 电池 爆炸 一般 有 以下几 种情况 ： 电 池 检测 后 在 荷 电时 ， 由于 接 触 电阻 或 检 测 柜 （ １ ） 过充 爆炸 荷 电 电流不 一 致 造成 电芯 荷 电不 均 。在 短 时 间存 放 保护线 路失控 或检ｉ 贝 ０ 柜 失 控 使 充 电 电 压 大 于 （ １ ２ 小时 ） 测电压差别很小 ， 但 长期存放 时电压差别 ５ Ｖ， 造成 电解 液 分 解 ， 电池 内部 发 生 剧 烈反 应 ， 电池 较大 ， 这 种 低 电压 并 无 质 量 问题 ， 可 以通 过 充 电 解 内压 迅速 上升 ， 电池 爆 炸 。 决 。在生 产 中荷 电后存 放超 ２ ４ 小 时测 电压 。 （ ２ ） 过 流爆 炸 ２ 内阻偏 大 保 护线 路 失 控或 检 测 柜失 控 使充 电 电流过 大 造 （ １ ）检 测设 备 差别 造成 成锂 离子 来不 及 嵌 入 ， 而在 极 片表 面 形 成锂 金 属 ， 穿 如 果 检 测 精 度 不 够 或 者 不 能 消 除接 触 电组 ， 将 透 隔膜 ， 正 负极直 接短 路造 成爆 炸 （ 很 少 发生 ） 。 造 成 显 示 内阻 偏 大 ， 应 采用 交 流 电桥 法 原 理 测 试 内 （ ３ ） 超 声波 焊塑 料外 壳时 爆炸 阻仪 器检 测 。 超声波焊塑料外壳 时 ， 由于 设 备 原 因使 其 超 声 （ ２ ） 存 放 时间过 长 波 能 量 转 移 至 电池 芯 上 ， 超声 波 能 量很 大使 电池 内 锂 电池存放 过长 ， 造 成容量损 失过大 ， 内部 钝 部 隔膜 熔化 ， 正 负极直 接 短路 ， 产生 爆炸 。 （ ４ ） 点 焊 时爆炸 化， 内阻变 大 ， 可 以通 过充 放活 化来 解决 。 （ ３ ） 异 常受 热造 成 内阻大 点 焊 时 电 流过 大造 成 内部 严 重 短路 产 生爆 炸 ， 电芯在加工 （ 点焊 、 超声波等） 使 电池异常受热 ， 另外 ， 点焊时正极连接片直接与负极相联 ， 使正负极 使隔膜产生热闭合现象 ， 内阻严重增大。 直接 短路后 爆 炸 。 ３锂 电池 膨胀 （ ５ ） 过放 爆炸 （ １ ） 锂 电池 充 电时膨 胀 电池 过放 电或过 流放 电（ ３ Ｃ以上 ） 容 易 使 负极 铜 锂 电池 在充 电时 ， 锂 电池会 自然产 生 膨 胀 ， 但 一 箔 溶 解 沉 积 到 隔膜 上 使 正 负 极 直 接 短 路 产 生 爆 炸 般不超过 ０ ． １ ｍｍ， 但 过 充 电 就会 造 成 电解 液分 解 ， 内 （ 很少 发生 ） 。 压增大 ， 锂 电池 膨胀 。 （ ６ ） 振动 跌落 时爆 炸 （ ２ ） 加工 时膨胀 电 芯在 剧烈 振 动 或跌 落 时 造成 的 电芯 内部 极 片 般是 出 现加 工 异 常 （ 如短路 、 过热等 ） 造 成 内 错位 ， 直接 严重 短路 而爆 炸 （ 很 少 发生 ） 。 部受 热过 大 电解液 分解 ， 锂 电池膨 胀 。 ６电池 ３ ． ６ Ｖ平 台低 （ １ ） 检测柜采样不准或检测 柜不稳定造成测试平 台 （ ３ ） 循 环时膨 胀 电池 在 循 环 时 ， 厚 度 会 随 着 循 环 次 数 增 加 而 增 低 。 （ ２ ） 环境 温度 过 低 造 成 平 台低 （ 放 电平 台 受环 境 加， ‘ 但超过 ５ ０ 周 次 以后基 本不 在 增加 ， 一 般正 常增 加 量在 ０ ． ３ ０ ． ６ ｍ ｍ， 铝壳 较 为 严 重 ， 此 种 现 象 属 于正 常 温 度影 响很 大 ） 。 电池反应造成。但如果增加壳体厚度或减少 内部物 ７ 加工 不 当造成 料可以适当减轻膨胀现象 。 （ １ ） 用 力 移 动 点 焊正 极 连 接 片 造 成 电芯 正极 接 ４点焊 后 电池有 掉 电现象 触 不 良， 使 电芯 内 阻大 。 （ ２ ） 点 焊 连 接 片 没有 焊 牢 ， 接触电阻大 ， 使 电池 铝 壳 电芯 在 点 焊后 电压 低 于 ３ ． ７ Ｖ， 一 般 是 因 为 点 焊 电流 过 大 致 使 电芯 内部 隔 膜 击 穿 而 短 路 ， 造 成 内阻大 。 来源 ： 中国电池 网
sci导师经验分享：锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路汇总
sci导师经验分享：锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路汇总锂离子电池是目前最常用的电池，广泛应用在各种电子产品和电动车辆中。
然而，在使用过程中，常常会出现一些问题，影响电池的性能和寿命。
在这里，我将分享一些锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路，希望对大家有所帮助。
1. 容量衰减问题容量衰减是锂离子电池的一个常见问题，随着电池循环次数的增加，电池的容量会逐渐下降。
这可能是由于电解液中溶解的锂逐渐损失、正极材料的结构变化、电解液的分解或者电极材料的脱层等原因导致的。
为了延长电池的寿命，我们可以通过优化电池的设计、选择合适的材料和优化电池充放电控制策略来降低容量衰减的速度。
2. 过充和过放问题过充和过放是锂离子电池的另一个常见问题，过充会导致电池发热、气体产生，甚至发生爆炸；而过放则会导致电池损坏，降低电池的寿命。
为了避免过充和过放，我们可以通过添加合适的保护电路，控制充放电电压和电流以及定期对电池进行检测和维护来解决这一问题。
3. 电池老化问题随着电池使用时间的增加，电池材料会发生老化，电池内阻会增加，导致电池容量下降、充电时间延长、电池温升增大等问题。
为了延长电池的寿命，我们可以通过降低充放电速率、定期进行充放电循环、控制电池的工作温度等方法来减缓电池的老化速度。
4. 安全性问题安全性问题是锂离子电池的一个重要考虑因素，虽然锂离子电池具有高能量密度和高工作电压的优点，但是一旦受到损坏或操作不当，就容易发生过热、短路、爆炸等安全问题。
为了保证电池的安全性，我们可以通过加入保护电路、采用防爆设计、控制电池的温度和压力等方法来减少安全风险。
5. 充电速率问题充电速率是影响锂离子电池充放电性能的一个重要因素，很多时候电池在快速充放电的情况下会产生热量增加、容量减少和寿命缩短等问题。
为了提高电池的充电速率，我们可以通过优化电池材料、改进电池结构、调整充电控制策略等方法来提高电池的充电速率。
总的来说，锂离子电池是一种高性能电池，但是在使用过程中依然会出现一些问题。
锂离子电池正极材料的失效机制及绿色再生研究
锂离子电池正极材料的失效机制及绿色再生研究在锂离子电池的发展和运用中，正极材料的失效一直是一个重要但又很具挑战性的问题。
随着电动汽车、便携设备和储能系统的不断普及，对于锂离子电池正极材料的研究和再生技术变得尤为紧迫和重要。
本文将从失效机制和绿色再生两个方面来探讨锂离子电池正极材料的相关问题。
一、锂离子电池正极材料的失效机制1. 锂离子电池正极材料的种类在研究锂离子电池正极材料的失效机制之前，首先要了解目前常见的正极材料的种类。
以氧化物为主的正极材料包括氧化钴、氧化镍锰钴、氧化钛等；而以磷酸盐为主的正极材料有磷酸铁锂、磷酸锰锂等。
每种正极材料都有其特定的结构和化学特性，导致了其在使用过程中产生不同的失效机制。
2. 失效机制的研究现状目前，锂离子电池正极材料的失效机制研究主要集中在结构稳定性、容量衰减、循环寿命和安全性等方面。
结构稳定性是指正极材料在锂离子嵌入/脱出过程中结构的稳定性，容量衰减是指循环充放电过程中材料容量的逐渐减小，而循环寿命和安全性则是指电池的使用寿命和安全性能。
3. 失效机制的主要问题在锂离子电池正极材料的失效机制中，容量衰减是一个急需解决的问题。
容量衰减会导致电池续航能力下降和性能不稳定，严重影响了电池的实际应用效果。
目前，针对容量衰减问题的研究主要集中在材料的结构设计、表面包覆和表面修饰等方面。
二、绿色再生研究1. 再生技术的意义随着电子废弃物的增加和资源的日益紧张，绿色再生技术对于锂离子电池正极材料的再生变得十分重要。
通过再生技术，可以实现旧电池中正极材料的有效利用和资源回收，减少对于新资源的需求，从而减轻环境负担。
2. 再生技术的研究现状目前，针对锂离子电池正极材料的再生技术主要包括溶剂萃取法、水热法和物理处理法等。
这些技术在实际应用中都取得了一定的成果，但仍然存在一些问题，如再生产率低、成本高和质量难以控制等。
3. 绿色再生技术的展望在未来，绿色再生技术将会成为锂离子电池产业的重要发展方向。
锂离子电池失效机制及其防治研究
锂离子电池失效机制及其防治研究随着电动汽车和轻量化设备的崛起，锂离子电池逐渐成为主流的能量储存装置。
然而，锂离子电池的失效机制早已为人所知，这是制约其性能和寿命的关键因素。
本文将探讨锂离子电池失效的原因及其相应的防治研究。
一、锂离子电池的失效机制锂离子电池的失效是由于电解液、电极材料、外部条件等因素的综合作用而发生的。
具体地说，以下五个因素对锂离子电池的失效有着直接或间接的影响。
1.内部堆积内部堆积是由于电池循环过程中，不完全的电子转移所引起的离子堵塞和积累。
这些积累物会导致电池容量的减少，电池的内阻增大，从而使得电池的性能和寿命受到限制。
2.电极腐蚀电极材料的氧化、还原反应会导致电极腐蚀和材料的自然磨损。
由于电极材料的损耗和失效，电池的容量和能量密度会减少。
3.电解液耗损由于电解液的和电极介质的反应，锂离子电池的电解液也会逐渐失效和折旧。
这种耗损导致电池内部有机物质的腐烂，从而影响电池的性能。
4.结构问题电池的结构问题也是一个重要的因素。
退火、组装等过程中，电池的物理结构可能会受到损伤，从而引起电池失效。
此外，电池的设计或制造上的问题，也很容易导致电池的结构问题。
5.外部环境温度、压力等外部环境因素会影响电池的性能和寿命。
高温会促进电极腐蚀和内部堆积的发生。
过低的温度不利于电池的充放电，压力异常也可能会导致电池的损坏。
二、防治措施为了减少锂离子电池的失效，需要采取一定的防治措施。
这些措施可以从以下几个方面入手。
1.材料的改进改进电解液、正负极材料的化学组成和分子结构，可以降低电池的损伤程度和节省电池的功率。
例如，使用氧化钛替代锂铁磷酸盐作为正极材料，可以提高电池的性能和寿命。
2.设计优化将劣质材料和不合适的工艺加工避免进入充电池组装过程中，可以最大限度地减少电池结构问题带来的损伤。
3.管理系统优化电池管理系统的控制方式和算法，可以控制充电参数和放电参数。
这样可以延长电池的寿命，减少电池的内部堆积和电极腐蚀。
锂电池安全问题汇总及常见预防措施
锂电池安全问题汇总及常见预防措施锂离子电池热失控过程电池热失控都是由于电池的生热速率远高于散热速率，且热量大量累积而未及时散发出去所引起的。
从本质上而言，“热失控”是一个能量正反馈循环过程：升高的温度会导致系统变热，系统变热后温度升高，又反过来让系统变得更热。
不严格的划分，电池热失控可以分为三个阶段：锂离子电池热失控过程图不同种类锂电池热失控反应动力学机制研究第1阶段：电池内部热失控阶段由于内部短路、外部加热，或者电池自身在大电流充放电时自身发热，使电池内部温度升高到90℃～100℃左右，锂盐LiPF6开始分解；对于充电状态的碳负极化学活性非常高，接近金属锂，在高温下表面的SEI膜分解，嵌入石墨的锂离子与电解液、黏结剂会发生反应，进一步把电池温度推高到150℃，此温度下又有新的剧烈放热反应发生，例如电解质大量分解，生成PF5,PF5进一步催化有机溶剂发生分解反应等。
第2阶段：电池鼓包阶段电池温度达到200℃之上时，正极材料分解，释放出大量热和气体，持续升温。
250-350℃嵌锂态负极开始与电解液发生反应。
第3阶段：电池热失控，爆炸失效阶段在反应发生过程中，充电态正极材料开始发生剧烈分解反应，电解液发生剧烈的氧化反应，释放出大量的热，产生高温和大量气体，电池发生燃烧爆炸。
锂离子电池材料的安全性负极材料负极材料虽然比较稳定，但嵌锂状态下的碳负极在高温下会与电解液发生反应。
负极与电解液之间的反应包括以下三个部分：SEI的分解；嵌入负极的锂与电解液的反应；嵌入负极的锂与黏结剂的反应。
常温下电子绝缘的SEI膜能够防止电解液的进一步分解反应。
但在100℃左右会发生SEI膜的分解反应。
SEI放热分解反应的反应式如下：尽管SEI分解反应热相对较小，但其反应起始温度较低，会在一定程度上增加负极片的“燃烧”扩散速度。
锂离子电池各种放热反应的温度区间与反应焓在更高温度下，负极表面失去了SEI膜的保护，嵌入负极的锂将与电解液溶剂直接反应有C2H4O产生，可能为乙醛或氧化乙烯。
锂离子电池常见问题及修复措施
锂离子电池常见问题及修复措施锂离子电池是目前最常用的电池类型之一，广泛应用于移动设备、电动车辆和储能系统等领域。
然而，在使用过程中，锂离子电池也会遇到一些常见问题。
本文将介绍一些常见的锂离子电池问题，并提供相应的修复措施。
1. 电池容量降低问题描述随着时间的推移，锂离子电池的容量会逐渐降低。
这是由于电池内部化学反应造成的，难以避免。
修复措施•定期校准电池：将电池完全放电，然后再完全充电，可以帮助恢复部分容量。
•避免高温环境：高温会加速电池容量的降低，尽量避免将电池暴露在高温环境中。
•优化充电方式：使用合适的充电器，并避免频繁充放电，可以延长电池的使用寿命。
2. 电池充电速度过慢问题描述电池充电速度过慢可能是由于充电器功率不足或电池老化等原因造成的。
修复措施•更换高功率充电器：使用功率较大的充电器可以加快充电速度，但需确保充电器兼容电池。
•检查充电接口：清洁充电接口上的灰尘或脏物，保持良好的接触能提高充电速度。
•检查电池状态：如果电池老化严重，可能需要更换新的电池以提高充电速度。
3. 电池充电速度过快问题描述电池充电速度过快可能导致电池过热，从而影响电池寿命和安全性。
修复措施•使用合适的充电器和线缆：充电器功率和线缆质量应与电池匹配，避免充电速度过快。
•避免快充模式：快充模式可以提高充电速度，但会加快电池老化，尽量避免频繁使用快充模式。
•确保通风良好：在充电过程中，确保电池周围环境通风良好，避免电池过热。
4. 电池寿命过短问题描述电池寿命过短可能是由于充电次数过多、使用环境不当或电池老化等原因造成的。
修复措施•优化充电习惯：避免频繁深度放电和充电，保持电池在40%-80%的适度充放电状态。
•控制使用环境温度：避免将电池暴露在极端温度下，保持适宜的使用温度有助于延长电池寿命。
•适度休息电池：长时间高负载使用会加速电池老化，适时让电池休息一段时间。
5. 电池发热过多问题描述电池过热可能会引发安全隐患，如电池膨胀、漏液、爆炸等。
锂电失效分析报告
锂电失效分析报告概述本文档对锂电池失效的原因和分析方法进行了详细描述，并提供了一些解决方案和预防措施，帮助读者更好地理解和应对锂电池失效问题。
1. 引言随着移动设备的普及和电动车的广泛应用，锂电池已成为一种主要的电源解决方案。
然而，由于各种因素的影响，锂电池的失效问题频繁出现。
本报告旨在通过分析锂电池的失效原因，并提供一些解决方案和预防措施，以帮助读者更好地了解和解决锂电池失效问题。
2. 锂电池失效的原因锂电池失效可能由多种因素造成，下面是一些常见的原因：2.1 过充或过放锂电池在充电或放电过程中，如果超过其设计容量的限制，就会出现过充或过放现象。
过充或过放会导致电池内部材料结构破坏或电化学反应过程异常，从而引起电池失效。
2.2 温度过高高温是锂电池失效的常见原因之一。
高温环境会造成电池内部材料迅速老化、电解液蒸发、电化学反应加剧等问题，最终导致电池容量下降甚至损坏。
2.3 短路短路是指电池正负极之间或正负极与外部导体之间出现低阻的连接。
短路会导致大电流通过电池，引起电池内部材料热失控，甚至引起电池爆炸。
2.4 机械损伤抗震性能较差或容易受到外界物理力的锂电池容易发生机械损伤，如挤压、撞击、弯曲等。
机械损伤会导致电池内部材料断裂、电极短路等问题，使电池失效。
3. 锂电池失效的分析方法如何分析锂电池失效的原因是解决问题的关键。
以下是常见的锂电池失效分析方法：3.1 观察外观通过观察锂电池外观，可以判断是否存在机械损伤、变形、渗漏等问题。
3.2 电性能测试通过对锂电池的电性能参数进行测试，如容量、内阻、充放电效率等，可以判断锂电池的健康状况和是否存在失效问题。
3.3 微观结构分析通过对失效锂电池的微观结构进行分析，如扫描电子显微镜、能谱分析等，可以判断失效原因是否为内部材料破坏、电解液异常等。
3.4 热分析通过热分析仪器对失效锂电池进行热分析，如热失控温度、热失控速率等参数，可以判断是否存在过充、过放、温度过高等问题。
技术锂离子正极材料退化机制及缓解措施
技术锂离子正极材料退化机制及缓解措施导读：锂离子电池（LIBs）具有较高的能量密度，被认为是实现下一代可持续绿色能源技术的关键。
含氧正极材料的氧释放是导致电池容量降低和电压快速衰减并引发热失控现象的主要原因之一。
锂离子电池过充会导致锂在石墨烯颗粒上沉积和固体电解质相界膜（SEI）的增厚，从而引起电池电阻增大并导致焦耳热的产生。
如果温度升高至90℃以上也会产生焦耳热，或者环境温度升高而导致固体相界层放热分解，进而引起温度的升高，甚至超过120℃。
随后，聚合物隔膜融化而致使电池短路，将会进一步提高锂离子电池的温度。
最后，正极材料分解释放出大量氧气，可燃气体和可燃电解质可被点燃，从而引发热失控反应。
图1 热激发或者过充引起的热失控反应的示意图，电池过充导致锂在石墨烯颗粒上的沉积，并使固体相界膜增厚锂电的最新研究进展：1）在层状、尖晶石、橄榄石结构和富锂正极中氧释放及结构退化机制。
2）提高正极材料的结构完整性并减少有害氧反应的工程和材料的设计方法。
图2：研究由氧释放引起的正极材料从体级到纳米级退化的方法示意图层状氧化物正极材料由于充电电压高于4.6V将会导致过氧化物(O2)2-的形成，氧气被释放或者质子插入正极结构中，因此层状氧化物正极材料的充电电压受制于O2p能带顶部。
高脱锂程度(高截止电压充电)可以促进部分位错的滑移，并为过渡金属迁移到Li八面体位置提供了条件，从而导致尖晶石相的形成。
由于电化学引起的表面Li缺乏和正极颗粒中Li分布不均匀，导致尖晶石相的形成和氧的释放主要在颗粒的表面被观察到。
图3：LiCoO2正极的氧释放机理。
A-I）碳酸盐基电解质的最高已占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的LiCoO2和Li的能级示意图；A-II）DEMS实验捕捉过充条件下氧释放的实验说明；B）LiCoO2在循环过程中的表面退化和相变；C）热分析结果表明了活性物质表面积对Li x CoO2热分解程度的影响；D）原位EELS结果显示了比表面积对Li x CoO2热不稳定性的影响。
锂电池结构-分类及安全性分析与预防方法、失效模式分析
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
锂电池结构/分类及安全性分析与预防方法、失效模
式分析
一、锂离子电池的结构与工作原理锂离子电池结构
从锂离子电池结构来说，主要分为以下五个部分组成，如图所示：
(1)正极材料：电极电势较高、结构稳定的具有嵌锂能力的层状或尖晶
石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。
(2)负极材料：电位接近锂电位、结构稳定的并可大量储锂的层状石墨、金属单质及金属氧化物，如石墨、中间相碳微球、钛酸锂等。
(3)电解液：溶有电解质锂盐的有机溶剂，提供锂离子，电解质锂盐有LiPF6、LiClO4、LiBF4等，有机溶剂主要由碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲酯(DMC)等其中的一种或几种混合组成。
(4)隔膜：置于正负极之间，防止正负极直接接触，且允许Li+离子通过的聚烯微多孔膜，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，或它们复合膜，PP/PE/PP 三层隔膜。
(5)外壳：电池封装，主要有铝壳、盖板、极耳、绝缘片等。
圆柱形锂离子电池结构示意图
锂离子电池工作原理
所谓锂离子电池是由两个可嵌入与可脱嵌锂离子的材料作为电池的正极
与负极，实现可多次充放电功能的二次电池。
锂离子电池是依靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作。
专注下一代成长，为了孩子。
试析锂离子电池失效原因及应对措施
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald82DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.23.082试析锂离子电池失效原因及应对措施①段丹丹(山东玉皇新能源科技有限公司 山东菏泽 274000)摘 要：锂离子电池是电池物质的重要组成部分，对其电池的失效原因加以研究，可以为锂离子电池更好地适应使用需求提供帮助。
本文首先对锂离子电池的失效原因进行了分析研究，并结合锂离子电池的实际应用需求，制定了锂离子电池失效问题的应对策略，对提升锂离子电池的综合性应用水平，具有十分重要的意义。
关键词：锂离子电池 失效 应对措施中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)08(b)-0082-02①作者简介：段丹丹(1991，5—)，女，山东菏泽人，本科，助理工程师，主要从事锂离子电池工艺研发。
锂离子电池的失效问题直接关系到锂离子电池的应用价值。
随着当前锂离子电池在很多生产生活领域的普及，对其电池失效的具体原因进行研究，并制定符合实际情况的应对策略，是很多锂离子电池工艺研发人员重点关注的问题。
1 锂离子电池失效的主要原因1.1 锂离子电池内阻增大问题内阻是影响锂离子电池使用性能的关键性因素，从锂离子电池现有的使用情况来看，一些电池经常会出现内阻增大的问题，工作环境对锂离子电池的内阻会产生较大的影响。
锂离子电池的应用对于循环周次的重视程度较高，在进行电池的性能检测过程中，也经常将循环周次作为重要的判断依据，在这种情况下，电子的传输与离子的传输都会成为电池内阻的影响性因素。
从锂离子电池现有的内阻构成情况来看，极化电阻以及欧姆电阻是其主要组成因素，电化学极化现象的产生，将会直接导致电池内阻的增大，浓差极化也在锂离子电池的应用领域较为常见，是影响锂离子电池内阻的关键性因素之一。
一些锂离子电池在应用的过程中，对于动力学参数的分析不够完整，在进行电荷传递状况研究的过程中，缺乏对活性材料等因素影响性的分析，这就使得锂离子电池的应用无法在内阻控制方面取得必要的进展，很难为内阻综合性控制水平的优化提供保障。
锂离子电池异常总结汇报
锂离子电池异常总结汇报锂离子电池是目前应用广泛的一种电池类型，其具有高能量密度、长寿命、无污染等优点，因此在移动通信、电动汽车等领域有广泛的应用。
然而，在使用锂离子电池的过程中，我们也会经常遇到一些异常情况，这些问题不仅会影响电池的使用寿命，还可能引发火灾等安全问题。
因此，我们需要对锂离子电池的异常情况进行总结和报告，以便更好地了解其中的原因，并采取相应的措施来避免和解决这些问题。
下面是对锂离子电池常见异常情况的总结和分析汇报。
首先，锂离子电池在使用过程中可能出现的一个常见问题是容量衰减。
随着锂离子电池的使用时间的增加，其容量会逐渐下降，导致电池的续航能力降低。
这是由于锂离子电池内部化学反应的不可逆性，以及锂离子与电解液中金属离子之间的反应造成的。
解决这个问题的方法可以是优化电池的使用和充电方式，避免电池过度放电和过度充电，并定期进行电池健康检测和维护。
其次，锂离子电池在过充和过放的情况下容易发生安全问题。
过充会导致电池内部的电解液温度升高，进一步导致电池的正极和负极发生氧化反应，从而增加了电池发生短路和火灾的风险。
过放则会导致电池内部的锂离子浓度过低，不能提供足够的电荷，从而降低了电池性能，甚至会引起电池的极化。
为了避免这些安全问题，我们需要采取适当的措施来监控和控制电池的充放电过程，例如使用电池管理系统（BMS）和电池保护电路等。
第三，锂离子电池在高温环境下易产生热失控问题。
锂离子电池的正常工作温度范围通常在0~45℃之间，超过这个范围，电池内部的化学反应会加速，产生大量热量，进而引发热失控和火灾。
因此，在热管理方面，我们需要在电池设计和使用过程中采取相应的措施，例如增加散热装置、使用温度传感器和温度控制系统等，以确保电池的安全性和稳定性。
第四，锂离子电池可能存在内部短路问题。
内部短路通常是由于电池正负极材料的接触或导电填料的故障所引起的。
内部短路会导致电池过度放电，产生大量热量，引发电池热失控和火灾。
锂离子电池故障类型及应对措施
锂离子电池故障类型及应对措施一、电池容量下降电池容量下降是锂离子电池常见的故障类型之一，其主要原因包括电池老化、电池内部结构损坏、使用环境温度过高等。
当电池容量下降时，电池的续航能力会大幅降低，影响电池的使用寿命和性能。
应对措施：1.合理使用电池：避免长时间高温环境下使用电池，以及频繁过度放电和充电。
2.定期充放电：定期对电池进行完全充放电，以激活电池，提高其容量。
3.避免频繁充电：避免频繁进行小容量的充电，应尽量进行完全充电。
4.更换电池：当电池容量下降到无法满足使用需求时，应及时更换电池。
二、电池充电速度过慢电池充电速度过慢是另一个常见的故障类型。
这可能是由于电池内部电阻增加、充电器故障或充电线路损坏等原因导致。
当电池充电速度过慢时，用户需要花费更长时间来完成电池充电，影响电池的使用体验。
应对措施：1.更换充电器和充电线：如果充电速度明显变慢，首先检查充电器和充电线是否损坏，如有问题应及时更换。
2.检查电池接触点：清洁电池接触点，确保电池与充电器之间的连接良好。
3.检查充电环境：避免在高温或低温环境下进行充电，确保充电环境适宜。
4.更换电池：如果以上措施无效，可能需要更换电池。
三、电池发热电池发热是锂离子电池故障中比较严重的一种情况，可能会导致电池短路、漏液等严重后果。
电池发热的原因主要有充电电流过大、电池老化、使用环境温度过高等。
应对措施：1.停止使用电池：一旦发现电池发热，应立即停止使用，并将其放置在安全的地方。
2.不要给电池充电：避免继续给发热的电池充电，以免加重故障。
3.冷却电池：将发热的电池放置在通风良好的地方，等待其冷却。
4.更换电池：如果电池反复发热，可能需要更换电池。
四、电池漏液电池漏液是锂离子电池故障中较为严重的一种情况。
电池漏液可能导致短路、电池容量下降等问题，同时还会对环境造成污染。
应对措施：1.停止使用电池：一旦发现电池漏液，应立即停止使用，并将其放置在安全的地方。
2.不要触摸漏液：避免直接接触电池漏液，以免对皮肤造成伤害。
锂离子电池PFMEA过程失效模式及后果分析
PFMEA
PFMEA 烤
漏气电芯标识不清或放置混乱漏气电芯误判为良品直接转
序，电芯水洗超厚降级或报
废；
1、操作员工未标识清楚；
2、操作员工未放入指定区域内；
1、工序负责人巡检；
2、QC监督稽查；
称重原重混淆注液量不足，电芯高电压、
高内阻、循环性能差；
1、操作员工取放时混淆；
2、电子称不归零，显示错误；
3、操作员工漏称；
1、划定待称重和已称重区域，进
行区域区分；
2、电子称每班次点检；
3、QC抽检检验；
检外观严重外观不良或焊边不良未检
出
电芯外观降级或报废；操作员工未检出；
1、QC过程巡检，及转序抽检；
2、注液工序QC接收抽检；
标码和实际批次不符电芯混批，影响发货；
1、员工打码时未核对批次；
2、标码设置错误；
1、员工批量打码前作首件并记
录，批量打码前通知QC进行确认；
2、QC首检和巡检确认；
打品电芯时湿度偏高电芯吸潮超厚；
1、打码环境敞露，无除湿系统；
2、无温湿度测试和记录；
QC监督检验；
激光打
码。
锂电池老化机理及预防措施
锂电池老化机理及预防措施锂电池老化机理及预防措施锂电池是一种常见的电池类型，被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。
然而，随着使用时间的增加，锂电池也会出现老化现象，导致电池容量下降甚至失效。
本文将介绍锂电池老化的机理，并提出相应的预防措施。
锂电池老化的机理主要包括以下几个方面：1. 结构老化：锂电池内部的电解液和电极材料经过长时间的反复充放电会发生化学反应，导致电解液的成分和电极材料的结构发生变化，从而影响电池的性能。
2. 电解液老化：锂电池的电解液中含有有机溶剂和锂盐等成分，随着使用时间的增加，电解液中的有机溶剂会逐渐分解，导致电解液的电导率下降，影响电池的充放电效率。
3. 电极材料老化：锂电池的正负极材料是锂化合物，经过长时间的充放电后，电极材料中的锂离子会逐渐消耗殆尽，导致电极材料的容量下降，从而影响电池的使用寿命。
为了延长锂电池的使用寿命，可以采取以下预防措施：1. 控制温度：高温是导致锂电池老化加剧的主要原因之一，因此保持电池工作温度在合理的范围内非常重要。
避免将电池长时间暴露在高温环境中，尽量避免在高温环境下充电和使用电池。
2. 避免过度充放电：过度充放电会加速锂电池的老化过程，因此避免将电池充电至过高的电压以及将电池放电至过低的电压非常重要。
可以通过使用电池管理系统来监控电池状态，避免过度充放电。
3. 优化充电方式：选择合适的充电方式可以降低锂电池老化的速度。
例如，采用恒流恒压充电方式可以提高充电效率，减少电池的老化程度。
4. 定期保养：定期对锂电池进行保养和维护也是延长电池寿命的重要手段。
可以定期清洁电池表面，保持电池通风良好，并定期进行电池容量测试，及时发现问题并采取措施修复。
综上所述，锂电池的老化是由多种因素共同作用导致的，但通过合理控制温度、避免过度充放电、优化充电方式以及定期保养等预防措施，可以有效延长锂电池的使用寿命，提高电池的性能和可靠性。
谈锂离子电池热失控火灾事故调查及防范对策
谈锂离子电池热失控火灾事故调查及防范对策发布时间：2021-08-10T11:17:16.930Z 来源：《城市建设》2021年8月上15期作者：唐彪[导读] 锂离子电池具有火灾爆炸燃烧危险特性，燃烧时会产生高温毒气，发生火灾后一旦处置不当，后果极为严重，还可能会造成人员伤亡。
因此，如何防范锂离子电池火灾是一项值得研究的课题，也是急需解决的消防安全问题。
本文从锂离子电池的构造原理、制作工艺、工作机理出发，分析其火灾风险性和热失控火灾调查要点，提出其热失控防范措施，从而来提升火灾防范能力。
钦州市消防救援支队浦北大队唐彪广西钦州 535000摘要：锂离子电池具有火灾爆炸燃烧危险特性，燃烧时会产生高温毒气，发生火灾后一旦处置不当，后果极为严重，还可能会造成人员伤亡。
因此，如何防范锂离子电池火灾是一项值得研究的课题，也是急需解决的消防安全问题。
本文从锂离子电池的构造原理、制作工艺、工作机理出发，分析其火灾风险性和热失控火灾调查要点，提出其热失控防范措施，从而来提升火灾防范能力。
关键字：锂离子电池热失控火灾调查防范对策引言：随着科学技术的迅猛发展和能量运用方式的逐渐改变，传统插电式设备逐步进步到储能系统式设备，加之锂电池制造及充放电技术、检测技术逐渐成熟，锂电池应用进入高速发展期。
使用锂电池及其产品越来越常见于大众日常生活中的每个角落，小到可携式的电子产品如手机、笔记本电脑、移动式电源、手表、耳机、相机等数码产品，大到交通运输工具如电动自行车、电动汽车、太阳能及风力发电的储能柜等，成为新能源和储能领域的生力军。
随着国家大力推广绿色能源发展，储能式系统必将会是未来建设与相关产业发展的趋势。
近年来，全球各国都强力推行节能减碳政策，锂离子电池凭借能量密度高、自放电率低和循环寿命长等优点而广泛应用于轻便类电子设备和储能系统等领域，未来全球锂电池市场还将持续保持迅猛增长的势头。
但由于锂离子电池主要由易燃电解液和活性电极材料组成，在滥用条件下很容易引发电池自放热反应导致电池热失控，从而酿成火灾事故。
锂动力电池安全事件及失效分析和防护措施
锂动力电池安全事件及失效分析和防护措施一：锂离子电池重大安全事故：2014年一共发生了6起电动汽车起火事件，当时还并未引起人们的足够重视；到2015年，电动汽车起火事件增加到了11起，几乎每个月都有安全事故发生，这两年间，事故车辆以纯电动汽车为主，起因主要是动力电池的自燃。
2016年电动汽车起火事件开始大量增加，2016年以来，已经曝光起火的锂电池厂超过了10家。
不仅涉及许多国产品牌汽车，一些国际知名汽车品牌，例如特斯拉，也频频发生起火事件，同年一起三星Note7手机电池起火引发西南航空公司客机火灾的事故，一时间电池安全引起了极大关注。
2017、2018年相继发生了18起与25起电动汽车事故；到2019年，仅上半年就接连发生了12起严重汽车安全事故，5～8月，新能源汽车自燃事故高达79起，可以看出，电池安全问题仍未得到很好解决。
锂离子电池因为其能量密度高、对环境友好、使用寿命长等特点，在消费电子和新能源汽车领域有着不可替代的作用。
但同时，锂离子电池也是十分的危险，非常容易发生起火爆炸。
据OFweek锂电网不完全统计，2016年锂电池产业相关起火事故有40起，分布在锂离子电池的生产、运输、应用、回收等各个环节。
锂离子电池安全吗？二：锂电池安全因素：锂离子电芯充电后，处于一种高能量的状态，锂离子电池在意外情况下（高温、过充放、内外短路等）引起锂离子电池内部产生热量，如果产生的热量超过了电池热量的耗散能力，锂离子电池就会过热，电池材料就会发生SEI膜的分解、电解液分解、正极分解、负极与电解液的反应和负极与粘合剂的反应等破坏性的副反应，则会引起电池的温度进一步升高，副反应加速，从而释放更多的热量，导致温度进一步升高，加剧反应过程，释放更多的热量，最终导致电池热失控着火或爆炸。
热失控发生的反应过程热失控触发机理导致锂离子电池爆炸的原因有炙烤、高温、外短路、挤压和撞击、过充电、过放电、浸泡等等，我们可以从以下方面预防事故的发生：电池热失控诱因▲针刺、短路、挤压、撞击当锂离子电池出现短路、针刺或挤压的时候，会导致内部隔膜破裂引发温度突然爆炸式升高，最终出现爆炸的情况，特别是安全性能差的锂离子电池，这个时间将会更加短，一般5秒左右就会爆炸。
锂电池正极材料锰酸锂存在问题和解决途径
材料
Mn动力+Ni20% Mn动力 Mn常规
高温存储7天 容量恢复率%
95.0 87.2 84.8
高温存储7天 容量保持率%
86.8 60.0 54.3
21
新型负极材料钛酸锂（Li4Ti5O12）具有尖晶石结 构。在锂离子插入、脱出的充放电过程中，体积变化 很小，几乎为零，称为零应变材料。
钛酸锂充放电平台比金属锂或石墨碳负极高1.55 V， 不会产生金属锂和锂枝晶析出。这种电池可循环上万 次，安全可靠，可大电流充放电，耐过充过放电，是 新型锂离子电池。
12
Japan Mitsubishi
13
JGC Catalysts end Chemicals
14
容量保持%
1C常温循环（100%D.O.D） 100%
90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
0% 1 201 401 601 801 100112011401160118012001 循环次数
30
31
ห้องสมุดไป่ตู้
常温存储90天,容量保持 率和恢复率为100%
批次
qn0604-6# qn0604-7# qn0703-16# qn0709-3# qn0710-5# qn0713-8# BTR0710-7#
初始容量
电压
前
后
295.9 2.72 2.61
316.7 2.73 2.62
379.9 2.72 2.61
动力电池的安全性应放在首要地位
电动汽车，甚至锂电池电动自行车，发生过各种事故。
电池越大，串并联越多，故障越多，危险性越大。
碳为负极的锂离子电池，由于在充电过程中，在负极 有金属锂的析出（特别大电流充电），会形成锂枝晶， 造成电池短路。析出的金属锂，会和电解液会发生反应， 产生大量热量。充电后的碳负极单独和电解液放在一起， 温度升到170-180度时，会产生燃烧或爆炸。
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谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施摘要：
锂离子电池的性能与正极材料的质量息息相关，该文介绍了几种对锂离子电池性能有显著影响的正极材料的失效形式，如混入金属异物、水分超标、批次一致性差等，阐明了这些失效形式对电池性能造成的严重危害，以及从质量管理角度对如何避免这些失效的发生进行了说明，为进一步预防质量问题的发生、提高锂离子电池的品质作出有力保证。
众所周知，正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品[1] 。
相比于锂离子电池的其他原材料，正极材料的品种更加多样化，生产工艺也更加复杂，品质失效的风险也就更大，因而对其质量管理的要求也就更高。
该文从材料使用者的角度谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施。
1 正极材料中混入金属异物
当正极材料中存在铁（Fe ）、铜（Cu ）、铬（Cr ）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，这些金属就会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电[ 2 ] 。
自放电对锂离子电池会造成致命的影响，因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要。
正极材料生产工序较多，制造过程中的每一个环节都会有金属异物引入的风险，这就对材料供应商的设备自动化程度及现场质量管理水平提出了更高要求。
但材料供应商往往由于成本限制，其设备自动化程度较低，生产制造工序断点较多，不可控的风险增加。
因此，电池制造商为了保证电池性能稳定，预防自放电发生，必须推动材料供应商从人、机、料、法、环五大方面防止金属异物引入。
首先从人员管控开始，应禁止员工携带金属异物进入车间，禁止佩戴首饰，进入车间应着工作服、工作鞋，戴手套，避免接触金属异物后再接触粉料。
要建立监督检查机制，培养员工的质量意识，使其自觉遵守并维护车间环境。