锂电池失效分析难在哪里？
1.什么是失效分析？
失效分析是一种判断产品失效模式、分析失效原因、预测或预防失效现象的技术活动和管理活动。
换句话说，失效分析就是从不良产品中找到其失败的根本原因，总结不良产品在生涯中出现的所有奇怪现象，然后将这些经验用到新产品中。在新的生产中要做到以下要求：第一从设计新产品时就杜绝劣质原材料与不合理的搭配，第二在新产品的使用过程中要尽快发现失效的端倪，第三要建立防止新产品失效的防护体系。在这样一整个过程中，采取的任何活动，都称之为“失效分析”。
2.什么是锂电池的失效？
锂电池的失效主要分为两类：一类为性能失效, 另一类为安全性失效。性能失效指的是锂电池的性能达不到使用要求和相关指标, 主要有容量衰减或跳水、循环寿命短、倍率性能差、一致性差、易自放电、高低温性能衰减等；安全性失效指的是锂电池由于使用不当或者滥用，出现的具有一定安全风险的失效，主要有热失控、胀气、漏液、析锂、短路、膨胀形变等。
换句话说：当你觉得锂电池看上去没有任何问题，只是用起来不顺手，但是还能凑合用，这就是性能失效。当你看了一眼电池，不敢用还准备回收它，这就是安全性失效。
3. 失效分析要从失效现象开始，那什么是失效现象？
失效现象就是产品在失效过程中表现出来的特征。可以直接观测到的称为显性，例如失效现场出现并可通过粗视分析观察到的表面结构破碎和形变,包括起火燃烧、发热、鼓胀(产气)、变形、漏液、封装材料破损及畸变、封装材料毛刺、虚焊或漏焊、塑料材质熔化变形等。不能直接观测而需要通过拆解、分析后得到的或者是模拟实验中所展现的特征称为隐性，例如通过实验室拆解检测到的微观失效, 以及模拟电池中电学信息等. 锂电池失效过程中常有的隐性失效现象有正负极内短路、析锂、极片掉粉、隔膜老化、隔膜阻塞、隔膜刺穿、电解液干涸、电解液变性失效、负极溶解、过渡金属析出(含析铜)、极片毛刺、卷绕(或叠片)异常、容量跳水、电压异常、电阻过高、循环寿命异常、高/低温性能异常等。
换句话说：眼睛直接能看到的是显性，需要动手拆解或者借用仪器测试的为隐性。
4.怎样开展失效分析？
在企业公司中，锂电池的诊断分析以锂电池失效为出发点, 根据电池的失效表现, 对电池进行电池外观检测、电池无损检测、电池有损检测以及综合分析。以容量衰减电池失效分析为例(如下图所示), 结合失效表现和使用条件细化失效行为, 并提供相应分析侧重点。
在科研机构中，通常以材料体系为出发点，设计不同的变量分别对电池或材料的失效机理进行研究。如“对比研究某材料体系常温下高倍率充放电的容量衰减机理”，“研究某款电解液添加剂对电池高温循环性能的影响”等。设计实验流程，并通过制备电池，模拟电池使用环境或使用条件以达到预期失效的目的，如下图所示。
5.失效分析难在哪里？
第一：失效现象与失效原因并不是简单的一一对应关系，同一种失效现象可能由不同的失效原因造成。故想用单一失效原因去描述并剖析失效是不正确的, 需要用定量角度剖析多种失效原因在某一阶段的影响权重和主次关系, 才能对失效电池进行准确的评估, 并针对性地提出合理的措施。
第二：锂电池复杂多变的系统组成、制备流程、应用环境都给其失效分析带来了挑战.锂电池本身就是属于现代控制论中的灰箱(灰色系统),即对其内部物理、化学变化机理及热力学与动力学过程不是完全了解.在锂离子电池制备过程中，有很多种工艺，任一个工艺的某个参数设计不合理，就会在锂离子电池的性能上有所体现。
展源
何发
相关文章
-
失效分析
2020-05-27
-
失效分析解决方案
2020-05-27
-
AAS法分析茶叶中的铅,镉,砷
2020-05-27
-
五步了解失效分析
2024-03-28
-
PCB可靠性问题失效分析思路
2024-03-04
-
第三方检测-失效分析
2024-02-22
-
QC, IQC, IPQC, QA，到底是什么鬼?
2020-05-27
-
干货 | 危废处置分析实验室筹建要点
2022-11-02
-
半导体器件可靠性、失效案例分析与检测技术进展
2021-11-30
加载更多