坎坷的鋰離子電池，技術成熟還在路上。鋰離子電池發(fā)明迄今有49年歷史，可安全性，能密度，價格還不能做到親民。觀各種資訊，無一不側面說鋰鋰離子電池電池的工藝復雜，制備工序較多，熱失控突出，失效分析驗證不易驗證。

先科普一下鋰離子電池的知識，不喜先跳過。

鋰離子電池的容量由正極活性物質(zhì)中鋰離子含量決定。正極過量，電解液鋰離子梯度分布不均等，會析鋰，產(chǎn)生枝晶，易造成安全威脅。電解液起運輸鋰離子作用，量要有保證。電池中的水分會消耗鋰離子，影響容量，同時易跟電解質(zhì)反應，有氣脹。隔膜起過濾作用，不能破損，否則正負極接觸，會短路。

假如高溫下工作，電池容量會下降更快，而且壽命也會縮短。

尤其是鋰離子電池濫用情況明顯，重要是熱濫用、電濫用和機械濫用。過熱和火災暴露屬于熱濫用。過充、過放電和外部/內(nèi)部短路是電氣濫用。機械濫用情況包括碰撞、穿透和彎曲。

總而言之，對鋰離子電池生產(chǎn)而言，最重要是學會失效分析。方法論上是尋找質(zhì)量問題原因，在短時間內(nèi)，找到正確結論，選擇切實可行措施。

失效分析很簡單，重要包括：明確分析對象，確定失效模式，研究失效機理，判定失效原因，提出預防措施（包括設計改進）。

一樁失效事件不論是屬于大事故還是小故障，其原因總是包括操作人員、機械設備系統(tǒng)、材料、制造工藝、環(huán)境和管理6個方面，解決方法如下。

第一,比較方法。選擇一個沒有失效的并能與失效系統(tǒng)進行相互比較的系統(tǒng),以便從中找出差異。這樣將有利于盡快找出失效的原因。

第二,歷史方法。歷史方法的客觀依據(jù),是物質(zhì)世界的運動變化和因果制約性。就是根據(jù)設備在同樣服役條件下,過去表現(xiàn)的情況和變化規(guī)律,來推斷現(xiàn)在失效的可能原因。

第三,邏輯方法。就是根據(jù)背景資料(設計、材料、制造的情況等)和失效現(xiàn)場調(diào)查材料以及分析、測試獲得的信息進行分析、比較、綜合、歸納,做出判斷和推論,進而得出可鋰離子電池能的失效原因。

針對鋰離子電池失效來講，重要分兩類：性能失效和安全性失效。

性能失效是鋰離子電池的性能達不到使用要求和相關鋰離子電池廠家指標,重要有容量衰減或跳水、循環(huán)壽命短、倍率性能差、一致性差、易自放電、高低溫性能衰減等。

安全性失效是鋰離子電池由于使用不當或者濫用,出現(xiàn)的具有一定安全風險的失效,重要有熱失控、脹氣、漏液、析鋰、短路、膨脹形變等。

然而從根本上說，失效歸根結底是材料性能與結構被破壞。

筆者是材料碩士出身，深知牛逼偉大的創(chuàng)造，背后都是材料的革新。

材料失效重要指材料結構、性質(zhì)、形貌等發(fā)生異常和材料間失配。

舉個例子，正極材料因局部Li+脫嵌速率不一致導致材料所受應力不均而產(chǎn)生的顆粒破碎。硅負極材料因充放電過程中發(fā)生體積膨脹收縮而出現(xiàn)的破碎粉化,電解液受到濕度溫度的影響發(fā)生分解或變質(zhì),石墨負極與電解液中添加劑的碳酸丙烯酯(PC)發(fā)生的溶劑共嵌入問題,N/P(負極片容量與正極片容量的比值)過小導致的析鋰。

對現(xiàn)今銷量還行的電動汽車和混合動力車來說，其核心技術就是電池。與3C消費類電池比較，動力鋰電池雖然價格高、安全性能差，但比能量大、循環(huán)壽命長，應用場景更廣闊。

海闊憑魚躍，天高任鳥飛。時代進步，動力鋰電池的技術日新月異，未來改進應還集中在容量及結構上。

有一點可肯定的是，無論電池廠商采用哪種技術路線，都要滿足安全性高、環(huán)境溫差范圍廣、充放電功能性強、倍率放電使用性好，成本低等條件。

東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年，總部位于我國廣東省東莞市南城區(qū)高盛科技園，是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求，供應特種鋰電系統(tǒng)定制化方案和產(chǎn)品的國家級高新技術公司。