Giới thiệu đơn giản về sự cố của pin lithium-ion
Pin Lithium-ion thường bị lỗi trong quá trình sử dụng hoặc lưu trữ, bao gồm giảm dung lượng, tăng nội trở, giảm hiệu suất gấp đôi, sản sinh khí, rò rỉ, đoản mạch, biến dạng, kiểm soát nhiệt, phân tích lithium, v.v., làm giảm nghiêm trọng hiệu suất sử dụng , độ tin cậy và an toàn của pin lithium-ion. Những hiện tượng hỏng hóc này là do sự tương tác phức tạp của các cơ chế hóa học và vật lý bên trong pin.
Hệ thống pin lithium-ion rất phức tạp, liên quan đến nhiệt động lực học, động lực học, cấu trúc vi mô, tương tác và phản ứng giữa các nhóm, phản ứng bề mặt và các khía cạnh khác. Việc phân tích và hiểu đúng về hiện tượng hỏng hóc đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động và cải tiến kỹ thuật của pin lithium-ion. Bài báo này giới thiệu sự ra đời của cơ chế hỏng hóc của pin.
Hiệu suất thất bại và cơ chế hỏng hóc của pin lithium-ion
suy giảm năng lực
Nó chủ yếu được chia thành hai loại: suy giảm công suất có thể đảo ngược và suy giảm công suất không thể đảo ngược. Sự suy giảm dung lượng có thể đảo ngược có thể khôi phục dung lượng đã mất bằng cách điều chỉnh hệ thống sạc và xả pin và cải thiện môi trường sử dụng pin; sự suy giảm dung lượng không thể phục hồi là sự mất mát dung lượng không thể phục hồi được gây ra bởi những thay đổi không thể phục hồi bên trong pin.
Nguyên nhân sâu xa của hiện tượng suy giảm dung lượng ắc quy là do hư hỏng vật liệu, và nó liên quan mật thiết đến các yếu tố khách quan như quy trình sản xuất ắc quy và môi trường sử dụng ắc quy. Từ quan điểm vật liệu, các nguyên nhân chính của sự cố chủ yếu bao gồm lỗi cấu trúc của vật liệu catốt, sự phát triển quá mức của bề mặt điện cực âm SEI, sự phân hủy và hư hỏng chất điện phân, ăn mòn chất lỏng thu gom, tạp chất vết hệ thống, v.v.
Kháng nội bộ
Điện trở bên trong của pin lithium-ion liên quan đến quá trình truyền điện tử bên trong và quá trình truyền ion của hệ thống pin, chủ yếu được chia thành điện trở ohmic và điện trở nội phân cực. Nội trở phân cực chủ yếu là do phân cực điện hóa gây ra, bao gồm phân cực điện hóa và phân cực dày. Các yếu tố chính gây ra sự gia tăng điện trở bên trong của pin lithium-ion được chia thành vật liệu chính của pin và môi trường sử dụng pin.
Ngắn mạch
Hiệu suất của ngắn mạch có thể được chia thành bốn loại:
Ngắn mạch giữa chất lỏng thu đồng / nhôm;
Sự cố màng ngăn làm mất lớp cách điện điện tử hoặc thay đổi khe hở tiếp xúc vi mô tích cực và tiêu cực, sốt cục bộ nghiêm trọng, và sau đó trong quá trình sạc và phóng điện tiếp theo, có thể lan ra xung quanh, tạo thành mất kiểm soát nhiệt;
Các tạp chất kim loại chuyển tiếp trong bùn catốt không được loại bỏ sạch sẽ, xuyên qua màng ngăn, hoặc thúc đẩy quá trình tạo tinh thể liti âm dẫn đến ngắn mạch bên trong;
Tinh thể liti dẫn đến hiện tượng đoản mạch bên trong.
Ngoài ra, trong quá trình thiết kế và sản xuất pin hoặc quá trình lắp ráp pin, thiết kế không hợp lý và áp suất cục bộ quá cao cũng sẽ dẫn đến đoản mạch bên trong; Dưới sự hướng dẫn của quá tải và quá mức của pin, ngắn mạch bên trong, chủ yếu do sự ăn mòn của chất lỏng thu, hiện tượng lắng đọng trên bề mặt điện cực, trường hợp nghiêm trọng sẽ kết nối cực dương và cực âm qua màng ngăn.
Sản xuất khí đốt
Sản xuất khí của pin lithium-ion chủ yếu được chia thành sản xuất khí bình thường và sản xuất khí bất thường. Hiện tượng sinh khí trong quá trình bình acquy là bình thường. H C2H22, CO2 được tạo ra bằng phản ứng đơn / đôi electron của este. Việc tạo ra khí bất thường chủ yếu chỉ trong quá trình chu kỳ của pin, quá trình tiêu thụ chuyển tiếp của khí giải phóng chất điện phân hoặc khí giải phóng vật liệu catốt và các hiện tượng khác, thường xuất hiện trong pin gói mềm, dẫn đến áp suất bên trong pin quá cao, làm vỡ bao bì nhôm. phim, các vấn đề liên hệ lõi nội bộ, v.v.
sự chạy trốn nhiệt
Kiểm soát nhiệt chạy qua đề cập đến sự gia tăng nhanh chóng của nhiệt độ cục bộ hoặc tổng thể bên trong pin lithium ion, nhiệt không thể phân tán kịp thời, một lượng lớn tích tụ bên trong và gây ra các phản ứng thứ cấp.
Để ngăn ngừa các vấn đề an toàn nghiêm trọng do pin lithium-ion gây ra trong điều khiển nhiệt, PTC, van an toàn và màng dẫn nhiệt và các biện pháp khác thường được áp dụng, đồng thời thiết kế pin, quy trình sản xuất pin, hệ thống quản lý pin, pin môi trường sử dụng và các khía cạnh khác cần được xem xét có hệ thống.
litisự kết tủa
Kết tủa lithium là một hiện tượng tương đối phổ biến của sự lão hóa và hỏng hóc của pin lithium-ion. Biểu hiện chủ yếu là lớp chất màu xám, trắng xám hoặc xanh xám xuất hiện trên bề mặt tấm điện cực âm, đó là những kim loại liti kết tủa từ bề mặt điện cực âm.
