鋰離子電池失效是指由于某些具體的物質(zhì)原因引起的電池功能衰減或應(yīng)用功能異常。它可能發(fā)生在生產(chǎn)、運輸和應(yīng)用的任何環(huán)節(jié)，不僅會影響電池的功能，甚至?xí)鸹馂?zāi)、爆炸等安全問題。鋰離子電池故障按影響類型不同可分為功能故障和安全故障。

其發(fā)生的重要原因也分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因包括物理故障、化學(xué)變化等，外因包括高溫、碰撞、針刺、人為損傷等。接下來，我們將詳細(xì)介紹鋰離子電池常見的幾種故障，包括容量衰減故障、內(nèi)部短路、內(nèi)阻增大、熱失控等。

容量衰減失敗

一般在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗中，電池容量在循環(huán)次數(shù)達(dá)到500次后不應(yīng)小于初始值的90%，達(dá)到1000次后不應(yīng)小于初始值的80%。若容量不符合規(guī)范要求，出現(xiàn)過度衰減，則為容量衰減失效。鋰離子電池容量衰減失效分為可逆容量衰減和不可逆容量衰減。同時,可逆的衰減可以恢復(fù)丟失的能力通過調(diào)整電池的充電和放電條件,提高電池的操作環(huán)境,等等,而不可逆轉(zhuǎn)的衰減不能得救,因為電池的不可逆變化,失去的能力,不能恢復(fù)。

電池容量衰減的重要原因是數(shù)據(jù)失效，這也與電池制造技術(shù)、應(yīng)用環(huán)境等客觀因素密不可分。從數(shù)據(jù)上看，容量衰減失效的原因包括正數(shù)據(jù)失效、負(fù)表面SEI過渡出現(xiàn)、電解液失效、流體收集失效等。

在短路時

內(nèi)部短路常引起鋰離子電池自放電、容量衰減、部分熱失控和安全事故。在電池內(nèi)部短路期間，兩個電極以電子方式互連，導(dǎo)致局部高電流密度。鋰離子電池內(nèi)部短路可能是由鋰枝晶的形成或壓縮沖擊引起的。長期的內(nèi)部短路會導(dǎo)致自放電和局部溫升，而局部溫升的影響是非常顯著的。當(dāng)溫度超過一定閾值時，電解液可能通過放熱反應(yīng)發(fā)生分化，導(dǎo)致熱失控，存在潛在的健康安全隱患。

內(nèi)部阻力新增

鋰離子電池的內(nèi)部電阻與電子傳輸和離子傳輸過程中的電池,重要分為歐姆電阻和極化內(nèi)阻,這重要是由于電化學(xué)極化,然后分為電化學(xué)極化和濃差極化。當(dāng)電池內(nèi)阻增大時，能量密度降低，電壓功率降低，電池出現(xiàn)發(fā)熱等故障問題。影響其發(fā)生的重要因素有電池要害數(shù)據(jù)和電池使用環(huán)境，但要害數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常是內(nèi)阻增大的根本影響因素。

熱失控

熱失控是一個正能量反饋的過程:溫度升高導(dǎo)致系統(tǒng)升溫，反過來又使系統(tǒng)升溫。鋰離子電池?zé)崾Э厥侵鸽姵夭糠只蛘w的溫度迅速升高，熱量無法及時分散，大量積聚在內(nèi)部，并誘發(fā)進(jìn)一步的副用途。參與熱逃逸反應(yīng)的是鋰離子電池中的氧化鈷化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)這種化學(xué)物質(zhì)被加熱到一定的溫度時，它開始自發(fā)地升溫，然后爆炸成火災(zāi)和爆炸。在某些情況下，有機電解質(zhì)的釋放壓力會導(dǎo)致電池破裂。假如暴露于高溫或火花，它也可能燃燒。為了防止熱失控的發(fā)生，一般選用PTC、安全閥、導(dǎo)熱膜等方法，但更重要的是，要提高電池的規(guī)劃、制作技巧和使用方法。