Каковы причины выхода из строя литий-железо-фосфатных аккумуляторов?

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи обычно считаются надежными и имеют ряд преимуществ по сравнению с другими химическими литий-ионными батареями. Однако, как и любая техника, они могут испытывать сбои по разным причинам.

Вот некоторые распространенные причины выхода из строя литий-железо-фосфатных аккумуляторов:

Перезарядка: Превышение рекомендуемых пределов напряжения в процессе зарядки может привести к ухудшению качества батареи и потенциальному выходу из строя. Аккумуляторы LiFePO4 чувствительны к перезарядке, и при неправильном обращении это может привести к образованию металлического лития, что может привести к внутренним коротким замыканиям и тепловому выходу из строя.

Чрезмерная разрядка. Как и в случае с перезарядкой, разрядка батареи LiFePO4 за пределами рекомендуемых пределов напряжения может привести к повреждению элементов. Чрезмерная разрядка может привести к образованию литиевого покрытия на аноде, что может привести к снижению емкости, увеличению внутреннего сопротивления и потенциальному выходу элемента из строя.

Высокие температуры. Повышенные температуры могут ускорить процесс старения и сократить общий срок службы аккумуляторов LiFePO4. Тепло может вызвать побочные реакции внутри элементов, вызывая деградацию материалов электродов и электролита, что приводит к потере емкости и снижению производительности.

Механическое воздействие: Физическое повреждение батареи, такое как падение или раздавливание, может привести к внутреннему короткому замыканию, нарушающему целостность элемента и приводящему к выходу из строя.

Производственные дефекты: Неправильные производственные процессы или проблемы с контролем качества могут привести к дефектным батареям с внутренними несоответствиями, такими как колебания напряжения или емкости элемента. Эти дефекты могут привести к преждевременному отказу или снижению общей производительности.

Плохая балансировка элементов: в многоэлементных аккумуляторных батареях, если отдельные элементы не сбалансированы должным образом, это может привести к чрезмерному заряду одних элементов и чрезмерному разряду других. Этот дисбаланс может вызвать стресс в клетках и привести к отказу.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Отказ литиевых батарей во время производства

Литий-ионные аккумуляторы могут выйти из строя во время производства из-за множества факторов. Вот несколько распространенных причин отказа в процессе производства:

Загрязнение: Загрязнение компонентов батареи или электролита может произойти в процессе производства. Даже мельчайшие примеси могут отрицательно сказаться на производительности и безопасности батареи. Загрязнения могут вызвать короткое замыкание, снизить емкость, увеличить саморазряд и привести к преждевременному выходу из строя.

Дефекты электродов: электроды в литий-ионных батареях состоят из активных материалов, нанесенных на токосъемники. Дефекты в процессе производства электродов, такие как непостоянная толщина покрытия, неправильная сушка или плохая адгезия между слоями, могут привести к снижению емкости, увеличению внутреннего сопротивления и снижению общей производительности батареи.

Повреждение сепаратора: сепаратор является важным компонентом, который разделяет положительный и отрицательный электроды для предотвращения короткого замыкания. Неправильное обращение с сепаратором или его повреждение во время производства аккумуляторов могут вызвать внутренние короткие замыкания, что приведет к потере емкости или даже тепловому разгону.

Проблемы с электролитом: электролит в литий-ионных батареях облегчает движение ионов лития между электродами. Проблемы с составом электролита или примеси могут повлиять на производительность и безопасность батареи. Например, присутствие влаги или кислорода в электролите может привести к возникновению вредных побочных реакций или деградации материалов электродов.

Ошибки сборки элемента: Ошибки в процессе сборки элемента, такие как смещение компонентов, неправильная укладка или неадекватная герметизация, могут нарушить целостность батареи. Эти ошибки сборки могут привести к плохому контакту между компонентами, снижению электрических характеристик и повышенному риску утечек или тепловых явлений.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Проблемы контроля качества: Неадекватные меры контроля качества или отсутствие строгих испытаний в процессе производства могут привести к выпуску на рынок неисправных аккумуляторов. Недостаточное тестирование может не выявить батареи со скрытыми дефектами, что приведет к преждевременным отказам или угрозе безопасности для конечных пользователей.

Ограничения срока службы: хотя батареи LiFePO4 обычно имеют более длительный срок службы по сравнению с другими литий-ионными химическими элементами, они все же имеют ограниченное количество циклов зарядки/разрядки, прежде чем их емкость начнет снижаться. Если батарея эксплуатируется сверх указанного срока службы, она может столкнуться со значительной потерей емкости и, в конечном итоге, с отказом.

Примеси в активных материалах электродов вызывают отказ батареи

примеси в электродных активных материалах действительно могут вызвать выход из строя батареи. Электродно-активные материалы играют решающую роль в работе аккумуляторов, участвуя в электрохимических реакциях, которые сохраняют и выделяют электрическую энергию. Однако примеси в этих материалах могут отрицательно сказаться на производительности и сроке службы батареи. Вот несколько способов, которыми примеси могут способствовать выходу батареи из строя:

Снижение емкости: примеси могут нарушить кристаллическую структуру активного материала, что приведет к снижению емкости батареи. Примеси могут препятствовать правильному внедрению и извлечению ионов во время циклов заряда и разряда, что приводит к снижению емкости накопления энергии.

Повышенный саморазряд: примеси могут привести к дополнительным путям реакции или электрохимическим реакциям, вызывающим саморазряд батареи. Под саморазрядом понимается потеря емкости аккумулятора с течением времени без какой-либо внешней нагрузки. Это может привести к сокращению срока годности и снижению общей энергоэффективности.

Ускоренная деградация: примеси могут катализировать нежелательные побочные реакции внутри батареи, такие как образование реактивных частиц или образование межфазных слоев твердого электролита (SEI). Эти побочные реакции могут ускорить деградацию материалов электродов, снизить их стабильность и поставить под угрозу общую производительность и срок службы батареи.

Неисправность, вызванная способом формирования батареи

Метод формирования является важным процессом в производстве батарей, особенно перезаряжаемых батарей, таких как литий-ионные батареи. Формирование — это начальные циклы зарядки и разрядки, которым подвергается батарея для стабилизации ее производительности и оптимизации ее емкости. Однако, если процесс формирования несовершенный или неправильный, это может привести к различным сбоям и проблемам в аккумуляторе. Вот несколько потенциальных сбоев, вызванных неправильным методом формирования:

Уменьшенная емкость: неправильное формирование может привести к уменьшению емкости батареи, то есть батарея будет держать меньше заряда, чем ожидалось. Это может привести к сокращению срока службы батареи и сокращению времени работы устройств, использующих батарею.

Плохая производительность: неправильная подготовка может привести к тому, что батарея будет демонстрировать плохие рабочие характеристики, такие как низкая выходная мощность или колебания напряжения. Это может привести к ненадежной работе устройств или даже к системным сбоям, если батарея не может постоянно обеспечивать требуемую мощность.

Несбалансированные элементы: проблемы формирования могут привести к дисбалансу элементов внутри аккумуляторной батареи. В многоэлементных батареях, например, используемых в электромобилях или крупномасштабных системах хранения энергии, каждая отдельная ячейка должна иметь схожие рабочие характеристики. Неправильное формирование может привести к тому, что ячейки будут иметь разную емкость или уровень напряжения, что приведет к несбалансированному пакету. Дисбаланс ячеек может вызвать неравномерную зарядку и разрядку, снижая общую эффективность батареи и потенциально приводя к преждевременному выходу из строя отдельных ячеек.

Угрозы безопасности: Неправильные процессы формирования могут увеличить риск возникновения угроз безопасности, таких как перегрев, тепловой разгон или даже возгорание батареи. Неправильное формирование может привести к образованию нестабильных или металлических отложений лития внутри батареи, что может привести к внутренним коротким замыканиям или другим опасным состояниям.

Сокращенный срок службы: срок службы батареи относится к количеству циклов зарядки-разрядки, которые она может выдержать при сохранении приемлемой производительности. Неправильное формирование может значительно сократить срок службы батареи, что приведет к ее более быстрому износу и потере емкости с течением времени.