磷酸鐵鋰離子電池包的失效原因研究

一、生產(chǎn)過程中的失效

在生產(chǎn)過程中，人員、設(shè)備、原料、方法、環(huán)境是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，在磷酸鐵鋰，動力鋰電池的生產(chǎn)過程中也不例外，人員和設(shè)備屬于管理的范疇。電極活性材料中的雜質(zhì)對磷酸鐵鋰離子電池包造成的失效。在生產(chǎn)過程中，除了生產(chǎn)工藝影響電池性能以外，造成磷酸鐵鋰動力鋰電池失效的重要影響因素包括原材料中的雜質(zhì)(包含水)和化成的過程，因此材料的純度、環(huán)境濕度的控制、化成的方式等因素顯得至關(guān)重要。

二、化成方式對鐵鋰離子電池造成的失效

活性鋰離子的不可逆損失首先體現(xiàn)在形成固體電解質(zhì)界面膜過程中消耗的鋰離子。在化成時，小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻，但耗時；大電流充電會造成更多的副反應(yīng)發(fā)生，造成不可逆鋰離子損失加大，負(fù)極界面阻抗也會新增。

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三、生產(chǎn)環(huán)境中的水分對電池造成的失效

在實際生產(chǎn)中，磷酸鐵鋰離子電池包不可防止地會接觸空氣，由于正負(fù)極材料大都是微米或納米級的顆粒、而電解液中溶劑分子存在電負(fù)性大的羰基和亞穩(wěn)定態(tài)的碳碳雙鍵，都容易吸收空氣中的水分。水分子和電解液中的鋰鹽(尤其是LiPF6)發(fā)生反應(yīng)，不僅分解消耗了電解質(zhì)（分解形成PF5)，還會出現(xiàn)酸性物質(zhì)HF。而PF5和HF都會破壞SEI膜，HF還會促進(jìn)LiFePO4活性物質(zhì)的腐蝕。

四、擱置中的失效

在動力鐵鋰離子電池的使用壽命中，其大部分時間都是處于擱置狀態(tài)，一般經(jīng)過長時間的擱置后，電池性能會發(fā)生下降，一般表現(xiàn)出內(nèi)阻增大、電壓降低及放電容量下降等。造成鋰離子電池包性能下降的因素有很多，其中溫度、荷電狀態(tài)和時間是最明顯的影響因素。