鋰離子電池的失效重要是什么1)容量衰減：離子電池的容量衰減重要分可逆容量衰減和不可逆容量衰減兩類。可逆容量衰減可以通過(guò)調(diào)整電池充放電制度和改善電池使用環(huán)境等措施使損失的容量恢復(fù)；而不可逆容量衰減是電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的改變出現(xiàn)了不可恢復(fù)的容量損失。電池容量衰減失效的根源在于材料的失效，同時(shí)與電池制造工藝、電池使用環(huán)境等客觀因素有緊密聯(lián)系。從材料角度看，造成失效的原因重要有正極材料的結(jié)構(gòu)失效、負(fù)極表面SEI過(guò)渡生長(zhǎng)、電解液分解與變質(zhì)、集流體腐蝕、體系微量雜質(zhì)等[2]。

(2)內(nèi)阻增大：鋰離子電池的內(nèi)阻與電池體系內(nèi)部電子傳輸和離子傳輸過(guò)程有關(guān)，重要分為歐姆電阻和極化內(nèi)阻，其中極化內(nèi)阻重要由電化學(xué)極化導(dǎo)致，存在電化學(xué)極化和濃差極化兩種。導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)阻增大的重要因素分為電池關(guān)鍵材料和電池使用環(huán)境。我國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)闕永春等[3]利用同步輻射技術(shù)提出過(guò)渡元素的跳躍機(jī)理是電勢(shì)滯后和電壓衰減的原因:說(shuō)明了在電池體系內(nèi)部，關(guān)鍵材料的異常是內(nèi)阻增大和電池極化的根本影響因素。

(3)內(nèi)短路：短路的表現(xiàn)可分為：①銅/鋁集流體之間的短路；②隔膜失效失去電子絕緣性或空隙變大使正、負(fù)極微接觸，出現(xiàn)局部發(fā)熱嚴(yán)重，再進(jìn)一步充放電過(guò)程中，可能向四周擴(kuò)散，形成熱失控[4]；③正極漿料中過(guò)渡金屬雜質(zhì)未去除干凈，刺穿隔膜、或促使負(fù)極鋰枝晶生成導(dǎo)致內(nèi)短路；④鋰枝晶導(dǎo)致內(nèi)短路的發(fā)生[5-7]。此外，在電池設(shè)計(jì)制造或電池組組裝過(guò)程上，不合理的設(shè)計(jì)和局部壓力過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)短路。例如由韓國(guó)媒體SBS報(bào)道SamsungNote7起火爆炸原因中指出內(nèi)部擠壓導(dǎo)致的正、負(fù)極接觸導(dǎo)致內(nèi)短路，進(jìn)而引起電池的熱失控。電池過(guò)充和過(guò)放的誘導(dǎo)下，也會(huì)出現(xiàn)內(nèi)短路，重要是由于其中集流體腐蝕，在電極表面出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況會(huì)通過(guò)隔膜連通正負(fù)極

(4)產(chǎn)氣：鋰離子電池產(chǎn)氣重要分為正常產(chǎn)氣與異常產(chǎn)氣[9]。在電池化成工藝過(guò)程中消耗電解液形成穩(wěn)定SEI膜所發(fā)生的產(chǎn)氣現(xiàn)象為正常產(chǎn)氣。化成階段產(chǎn)氣重要為由酯類單/雙電子反應(yīng)出現(xiàn)了H2、CO2、C2H2等[10-11]。異常產(chǎn)氣重要是只在電池循環(huán)過(guò)程中，過(guò)渡消耗電解液釋放氣體或正極材料釋氧等現(xiàn)象，常出現(xiàn)在軟包電池中，造成電池內(nèi)部壓力過(guò)大而變形、撐破封裝鋁膜、內(nèi)部電芯接觸問(wèn)題等。

(5)熱失控：熱失控是指鋰離子電池內(nèi)部局部或整體的溫度急速上升熱量不能及時(shí)散去，大量積聚在內(nèi)部，并誘發(fā)進(jìn)一步的副反應(yīng)[12-14]。表1列出了鋰離子電池內(nèi)部常見(jiàn)的熱行為。為了防止鋰離子電池在熱失控造成嚴(yán)重的安全問(wèn)題，常采用PTC、安全閥、導(dǎo)熱膜等措施，同時(shí)在電池的設(shè)計(jì)、電池制造過(guò)程、電池管理系統(tǒng)、電池使用環(huán)境等方面都要進(jìn)行系統(tǒng)性的考慮

(6)析鋰：析鋰是一種比較常見(jiàn)的鋰離子電池老化失效現(xiàn)象。表現(xiàn)形式重要是負(fù)極極片表面出現(xiàn)一層灰色、灰白色或者灰藍(lán)色物質(zhì)，這些物質(zhì)是在負(fù)極表面析出的金屬鋰。圖3是常見(jiàn)的析鋰現(xiàn)象。圖4從兩方面分析了電池出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象的原因，并將析鋰的出現(xiàn)與電芯制造工藝、電池使用環(huán)境(包括充放電制度和充放電環(huán)境)等因素結(jié)合分析。清華大學(xué)張強(qiáng)等[18]指出影響枝晶生長(zhǎng)的重要因素為電流密度、溫度和電量，通過(guò)加入電解液添加劑、人造SEI、高鹽濃度電解液、結(jié)構(gòu)化負(fù)極、優(yōu)化電池構(gòu)型設(shè)計(jì)等措施來(lái)抑制枝晶的生長(zhǎng)。