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東莞市豪恩檢測(cè)儀器有限公司（武漢分公司）
中級(jí)會(huì)員 | 第13年

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(HE-REJ-270)鋰離子電池?zé)釠_擊實(shí)驗(yàn)及失效原因全解析

時(shí)間：2024/11/1閱讀：288
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鋰電池?zé)釠_擊試驗(yàn)失效的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

一、電池內(nèi)部物質(zhì)釋放能量

在熱沖擊試驗(yàn)過程中，電池內(nèi)部的活性物質(zhì)內(nèi)能以及貯存在電池中的電能可能會(huì)大量釋放。足夠多的熱量釋放出來后，會(huì)引起電池內(nèi)部劇烈的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池失效。

二、電池內(nèi)部短路

  1. 隔膜破壞：在高溫條件下，鋰電池的隔膜可能會(huì)因熱膨脹和收縮而發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，形成微小的孔洞或裂縫，導(dǎo)致陰陽極短路，釋放出熱量，進(jìn)而引發(fā)電池失效。

  2. 電極材料剝離：熱沖擊引起的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致電極材料（如正極的鈷酸鋰或三元材料）與集流體分離或發(fā)生顆粒剝落，這不僅影響電池的電化學(xué)性能，還可能導(dǎo)致局部過熱和熱失控。

三、電池材料熱穩(wěn)定性差

  1. 陽極材料：如果陽極材料的熱穩(wěn)定性差，高溫下SEI膜分解反應(yīng)強(qiáng)烈，陽極溫度會(huì)繼續(xù)上升，導(dǎo)致熱失控而放出大量熱。

  2. 陰極材料：如果陰極材料的熱穩(wěn)定性差，高溫下其與電解液發(fā)生反應(yīng)所放出的熱量不斷積累后，可能使電池內(nèi)部溫度達(dá)到熱失控而大量放熱。

四、電池殼體變形

在熱沖擊條件下，電池的外殼材料（通常為鋁或鋼）會(huì)因溫度變化而發(fā)生膨脹或收縮，導(dǎo)致外殼變形甚至開裂。殼體變形可能影響電池的密封性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加安全風(fēng)險(xiǎn)。

五、電解液分解

在高溫?zé)釠_擊條件下，電解液容易發(fā)生分解反應(yīng)，生成氣體和其他副產(chǎn)物。電解液的分解不僅會(huì)降低電池的電化學(xué)性能，還可能引發(fā)一系列安全問題，如氣體膨脹與電池鼓脹等。

綜上所述，鋰電池?zé)釠_擊試驗(yàn)失效的原因涉及電池內(nèi)部物質(zhì)能量釋放、內(nèi)部短路、電池材料熱穩(wěn)定性、電池殼體變形以及電解液分解等多個(gè)方面。為了預(yù)防鋰電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生，需要采取一系列措施來提高電池的安全性能，如加強(qiáng)電池的制造和檢測(cè)、提高電池的熱穩(wěn)定性、優(yōu)化電池材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。


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