怎樣探究鋰離子電池失效的原因?

鋰離子電池的應用越來越廣泛,要求廣大鋰離子電池生產企業的生產工藝不僅要能保證鋰離子電池具有良好的電性能和安全性能,同時也要有較好的機械性能,從而使鋰離子電池更好地適用於各種日常的工作環境。有些鋰電池會出現失效的狀況,如何找到出現這些狀況的原因?

工具/原料

鋰離子電池 18650鋰電池

步驟/方法

取四塊電池樣品進行實驗,通過實驗我們得知,導致電池在振動試驗後電壓降為0V,低於標準規定值,暫時性失效或永久性失效的原因主要有以下幾點。

電池暫時性失效的原因樣品1的電池在與檢測系統通訊的狀態下進行充放電時,會通過一定的頻率接收數據信息。而振動實驗中所使用的頻率就可能會對電池接收數據信息產生頻率干涉,使得內部芯片組內的數據出錯,特別是在BMU內部溫度和關聯的Table(表)受到溫度異常的影響時,引起保護線路動作。目前已有相關報道證實了這一點。在此種溫度值已經發生異常的情況下,可以通過修復相關參數恢復電池的充放電功能。樣品2是由於電池在振動試驗中,電池的IC進入睡眠模式,使得電池無法正常輸出電壓。之後,通過對電池施加一個適當的外源激活IC,電池又能恢復正常的充放電功能。

電池的永久性失效的原因樣品3和樣品4的失效電池無法通過數據修復或外源激活的方法恢復其正常的充放電功能,因此將其拆解後作了進一步研究。通過拆解樣品3的失效電池,發現該電池在組裝過程中存在點膠不牢固或虛焊問題,造成內部組件在振動或衝擊試驗中發生鬆動,使得電池內部通訊中斷,無法正常向外輸出電壓,導致電池永久性損壞。

後來企業通過改進工藝,重新送樣檢測,通過了鋰離子電池航空運輸條件UN38.3的測試。通過拆解樣品4的失效電池,發現電池在經受比較高頻率振動的過程中,電池內部的防電池干擾的墊材會分散移動,使其導電性顯著降低,從而產生比較大的靜電使得電池保險絲熔斷,導致電池無法向外正常輸出電壓。

因為導電顆粒的防止靜電效果的好壞取決於顆粒的形狀和表面結構,不規則和表面粗糙的顆粒的抗靜電能力強,在比較高的頻率振動的過程中顆粒間若能保持良好的接觸,相互導電起到抗靜電作用。通過拆解樣品5的失效電池,發現該電池內部的一根藍色信號線的焊錫處斷裂,廠家推測可能是電池在製作中未使用線材存放制具,造成線材根部受力拉扯存在損傷,導致線材在衝擊試驗中斷裂。

怎樣探究鋰離子電池失效的原因

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