鋰離子電池劣化分析基本步驟
鋰離子電池,或者鋰離子二次電池在當(dāng)今社會(huì)生活中應(yīng)用越來(lái)越多,市場(chǎng)越來(lái)越大,遇到的問(wèn)題也越來(lái)越繁瑣和千奇百怪;
于是鋰離子電池的劣化分析就被逐漸提上日程,目的在于尋找電池快速衰減或者劣化的原因,以期減少或避免類似事件的再發(fā)生;
換句話說(shuō),由于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),很多問(wèn)題不斷浮現(xiàn),盡管不能完全避免,找到原因,引以為戒總是好的;明白總好過(guò)糊涂;
拿到一只劣化后的電池,首先要做的分析是什么?充放電測(cè)試,阻抗測(cè)量,或者解剖分析.....
第一步:電池的外觀構(gòu)造觀察
電池有沒(méi)有發(fā)鼓,外殼是否變形,防爆閥是否正常,注液孔有沒(méi)有漏液,連接片是否松動(dòng)....
這一步驟很簡(jiǎn)單,也容易被忽略;因?yàn)槭欠瞧茐男缘挠^察,可以通過(guò)外觀信息推測(cè)電池的內(nèi)部基本狀況,是很必要的,否則后續(xù)測(cè)試一旦展開(kāi),這些基本信息就很難說(shuō)明了;
當(dāng)然還有更高級(jí)的,用XRD之類的方法,透過(guò)電池外殼,查看電池的內(nèi)部情況,機(jī)芯的卷繞狀況,極耳的焊接狀態(tài),是否打皺等等....
(按照11樓所說(shuō)的,對(duì)于工廠生產(chǎn)電池,還需要對(duì)比出貨前后的基本電池信息,判定有什么顯著的變化)
第二步:電池的產(chǎn)氣分析
劣化的電池,一般都是經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)或者高溫存儲(chǔ),或者其他極限條件,電池內(nèi)的電解液會(huì)在該過(guò)程中和電極材料不可避免的發(fā)生副反應(yīng),產(chǎn)生各類氣體;電池經(jīng)歷的過(guò)程不同,反應(yīng)體系不同,副反應(yīng)的類型不同,導(dǎo)致最終的產(chǎn)氣類型和其他比例也會(huì)不同;通過(guò)氣體體積和類型的分析,會(huì)對(duì)最后的結(jié)果啟動(dòng)更好的說(shuō)明;
第三步:電池的電化學(xué)測(cè)試
這里的測(cè)試,包括所有非破壞性的電化學(xué)測(cè)試,以不影響電池狀態(tài)為前提;充放電測(cè)試,標(biāo)定容量、小電流測(cè)試,對(duì)比極化、阻抗測(cè)試、補(bǔ)液實(shí)驗(yàn)、三電極測(cè)試,微分曲線處理等等..
第四步:最后一步,電池解剖分析
這是電池劣化分析最終的步驟,也會(huì)是最直觀的步驟,一旦開(kāi)始,破壞性解剖,電池的狀態(tài)不殼還原,無(wú)法補(bǔ)充更多的狀態(tài)數(shù)據(jù),也是這一步放到最后的原因之一;
電池解剖分為放電態(tài)解剖、帶電態(tài)解剖、滿電態(tài)解剖
根據(jù)之前的狀態(tài)分析,判定何種狀態(tài)下,能更好的觀察分析電池的裂化情況而定;
按照環(huán)境氛圍分為手套箱惰性解剖,室內(nèi)解剖
這一點(diǎn)和電池的狀態(tài)有關(guān),滿電態(tài)電池解剖后,非惰性氛圍下很容易起火燃燒,留下的觀察時(shí)間短暫
按照溫度劃分室溫解剖,低溫解剖
所謂低溫解剖是指用液氮快速冷卻帶電態(tài)電池,快速解剖可以觀察電池帶電態(tài)卷繞下的情況
后續(xù)步驟:極片、隔膜、電解液測(cè)試
判定電池最終問(wèn)題的有效手段,電池解剖后,按照分類:正極片,負(fù)極片,隔膜、電解液
根據(jù)你的判定那些可能存在問(wèn)題,那些做對(duì)比分析,仔細(xì)取樣,送檢測(cè)試;
對(duì)于正負(fù)極活性材料,取樣稱量,制片,組裝扣式電池,分析材料的剩余容量以及恢復(fù)容量是判定鋰離子損失來(lái)源的重要方法;
水平所限,視野不寬,以上僅為個(gè)人工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),難免疏漏或者錯(cuò)誤,歡迎指正教導(dǎo),共同學(xué)習(xí)!
[ Last edited by langzhizhou on 2016-5-7 at 22:21 ]
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