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深度剖析锂离子电池鼓胀原因

深度剖析锂离子电池鼓胀原因锂离子电池由于具有高寿命、高容量被广泛推广使用,但是随着使用时间的延长,其存在鼓胀、安全性能不理想和循环衰减加快的问题也日益严重,引起了锂电界深度的分析和抑制研究。
根据实验研发经验,笔者将锂电池鼓胀的原因分为两类,一是电池极片的厚度变化导致的鼓胀;二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
在不同的电池体系中,电池厚度变化的主导因素不同,如在钛酸锂负极体系电池中,鼓胀的主要因素是气鼓;在石墨负极体系中,极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化在锂电池使用过程中,电极极片厚度会发生一定的厚度变化,尤其是石墨负极。
据现有数据,锂电池经过高温存储和循环,容易发生鼓胀,厚度增长率约6%——20%,其中正极膨胀率仅为4%,负极膨胀率在20%以上。
锂电池极片厚度变大导致的鼓胀根本原因是受石墨的本质影响,负极石墨在嵌锂时形成LiCx(LiC24、LiC12和LiC6等),晶格间距变化,导致形成微观内应力,使负极产生膨胀。
下图是石墨负极极片在放置、充放电过程中的结构变化示意图。
石墨负极的膨胀主要是嵌锂后产生不可恢复膨胀导致的。
这部分膨胀主要与颗粒尺寸、粘接剂剂及极片的结构有关。
负极的膨胀造成卷芯变形,使电极与隔膜间形成空洞,负极颗粒形成微裂纹,固体电解质相界面(SEI)膜发生破裂与重组,消耗电解液,使循环性能变差。
影响负极极片变厚的因素有很多,粘接剂的性质和极片的结构参数是最重要的两个。
石墨负极常用的粘接剂是SBR,不同的粘接剂弹性模量、机械强度不同,对极片的厚度影响也不同。
极片涂布完成后的轧制力也影响负极极片在电池使用中的厚度。
在相同的应力下,粘接剂弹性模量越大,极片物理搁置反弹越小;充电时,由于Li+嵌入,使石墨晶格膨胀;同时,因负极颗粒及SBR的形变,内应力完全释放,使负极膨胀率急剧升高,SBR处于塑性变形阶段。
这部分膨胀率与SBR的弹性模量和断裂强度有关,导致SBR的弹性模量和断裂强度越大,造成不可逆的膨胀越小。
电池鼓气成分及原理分析

1-3电池电压数据
产气转则点
1000 800 600 400 2077971215733248777676378029808990534244
0
0
0
0
0
0
自放电电池第三阶段电压变化
鼓气成分分析
型号:TM0428
存储阶段
气体成分 相对含量,%
H2 O2 CO CH4 CO2 C2H4
气体含量,%
50
40
30
CO2
20
10 0
CH4 C2H6
H2 CO
N1
0246
气体种类
C2H4
N2
8 10
N代表未知成分
主要成分:CO2、C2H4
与理论产气机理及已 有研究结果一致
途径2:过充产气
正 极 溶剂的氧化:ROCO2R — n e
3CO2 + 3H2O
充电过程中负极的颜色变化:
黑色(未充电) 青黑色(半满) 金黄色(全满/过充)
储存过程
途径I:化成工序产气
文献资料索引 化程过程产气机理分析 化成阶段产气成分分析
文献资料索引
化成电压对产气成分的影响
资料表明
CI 0.02C
CV<2.5V:主要成分为H2和CO2 CV=3.0-3.5V:主要成分为C2H4,产气体积最大 CV>3.5V:由于SEI膜已经形成,故产气数量降低 CV>3.75V:主要成分为C2H4
部分电池在电压下降到3.5-3.7V时, 第一阶段 出现一个电压突降。
第二阶段
电压在1.0V以上时,一般不会出现鼓 胀现象,且电压下降比较缓慢。
当电池的电压降至约720-850mV时, 第三阶段 电池开始发生鼓胀现象,此时,电池
电芯鼓胀分析报告1

b、LiCoO2的表面的高温反应
由于空气中CO2的作用,LiCoO2表面覆盖有 Li2CO3膜,当与电解液接触后,无论贮存还是 充放电循环,正极材料表面与电解液间均能发 生化学反应,形成新的表面膜,电解液中导电 盐与溶剂都参与了此反应。而溶剂分解则生成 Li2CO3,ROCO2Li等PEI膜, 电解液氧化分解 是成膜的主要原因,溶剂分解所生烷氧基及正 极材料可与溶剂发生如下的亲核反应形成PEI 膜:
四.不同电压状态下的手机充电 输出分析
购置同系列手机2部,测试手机、充电器、 电池的试验前状态(是否正常),提供测试 数据及测试方法. 测试结果:手机空载时测试电压偏高 4.2517v
五.印度市场环境下复合诱因产 生鼓胀的综合分析
结论: 综合以上分析认为:在合格出厂的电池 中,由于个体差异(电池的不均一性, 而且电池的不均一性会随着循环次数和 使用环境变化而加大),使得该部分电 池在高温和微过充电情况下会发生异常 反应,引起电池鼓胀。
4)、水分对有机电解液分解 的影响:
电池首次化成充电时,单电子还原过程 生成的烷基碳酸锂还可以与电解液中的 痕量水发生反应,生成碳酸锂:当生成 CO2后,在低电位下的负极表面,有新 的化学反应发生:,由此可见,适量水分 有助于形成以Li2CO3为主,稳定性好, 均匀致密的膜。膜形成以后,在仍然有 水分存在的条件下,会促使电解液中的 分解,反应机理如下:
室温 55度
3.8 3.6 3.4 3.2 3.0
初始循环时电池高低温充放电对比
0 200 400 600 800 1000
充放电容量(mAh)
由图可见电池在高温下的充电电压平台 较低,放电电压平台较高。具体数据如 表1-1所示,电池在高温下充、放电容量 较高,表明在高温下,电池的活性大大 增加,Li+的嵌入与脱出电阻减小,但高 温下充电效率有所下降,表明电池在高 温下的负反应容易发生。
天能电池起鼓的原因

欧盟反倾销法中替代国价格制度及应对摘要:欧盟反倾销法替代国制度根植于“市场经济国家”与“非市场经济国家”的理论分野,尽管对我国出口商有例外规定,但仍然倾向于给我国企业以歧视待遇。
我国企业直面欧盟反倾销法替代国制度须采取两手准备策略,要实现市场化的价格传导机制,保证价格预警信息的畅通,并采取质量与适度价格并举战略,还要确保价格档案信息的真实化。
关键词:替代国价格反倾销法市场经济待遇世界贸易组织(WTO)2005年10月底发布的各国反倾销报告显示,我国仍然是2005年上半年受反倾销损害最大的国家,共有22例反倾销调查、18例反倾销最终裁决指向中国。
其中,在国外对华启动的22起反倾销案件中,欧盟对华启动的反倾销调查位居首位,欧盟对华反倾销立案涉案金额8.5亿美元,占我国同期遭遇国外贸易救济调查涉案总额的60%。
权威统计数据显示,1979~2005年6月,在国外对华启动的713起反倾销案件中,位列第2位的发起国(地区)还是以1起之差屈居亚军的欧盟。
而在这26年间,欧盟对华反倾销案风起云涌,固然与中欧之间愈加紧密的经贸关系不可分割,与此同时,欧盟反倾销法中的替代国价格制度无疑也起到了推波助澜的作用。
替代国价格的理论基础与具体规定(一)“非市场经济国家”无出口正常价值欧盟反倾销条例(1998)第2条第7(a)款规定:“在涉及非市场经济国家时,对正常价值的确定须基于一个市场经济第三国的价格或结构价格”,或者以“合理的办法来选择一个合适的市场经济第三国,尽可能考虑在选择时所掌握的可靠材料”。
由此可见,欧盟确定非市场经济国家的受诉倾销商品正常价值时,往往选择一个所谓的“市场经济第三国”作为替代国(surrogate country,又称analogous country,即类比国)来确定涉案商品的价格。
曾经被看成或者如今还被欧盟视为“非市场经济国家”的主要有中国、俄罗斯、越南、乌克兰、朝鲜、阿尔巴尼亚、摩尔多瓦、格鲁吉亚、哈萨克斯坦、蒙古、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、亚美尼亚、阿塞拜疆、吉尔吉斯斯坦等20多个国家。
超威电动车电池解析电池鼓包的主要原因

超威电动车电池解析电池鼓包的主要原因
电池鼓包是在生活中比较常见的问题,很多人不知道造成电池鼓包的原因是什么?也有一部分人认为是电池本身的质量不过关。
作为电动车电池行业的领军品牌,超威电池总结了一些导致电池鼓包的原因,今天主要说的是劣质充电器的问题。
下面一起跟着超威电池来区分,不同质量的充电器有什么区别?
元器件:一个充电器是由多个电子元件组成的。
质量好的充电器采用的是大品牌元器件,有着非常强大的性能并且热稳定性能强。
劣质充电器元件易发热性能不稳,非常容易脱落而且导电性能差。
外壳:千万不能小看外壳的质量,优质的充电器采用阻燃材料,耐高温、散热性好,并且韧性强从外观看上去光滑不毛糙。
而劣质充电器是使用非阻燃材料,抗热性能差,热性差易损坏,外表毛糙不光滑。
电路板:优质充电器采用耐高温,防阻燃的PCB印刷电路板,电路设计可以保护元器件,降低损耗和发热,最大限度保证高转换率,同时还有稳压稳流的作用。
而劣质充电器采用玻璃纤维PCB板这种板材薄,厚度不达标且易燃易折断,电路损耗率高的电路板。
电源线:优质充电器才有国标纯铜线,插头具有阻燃和导电性好的性能,同时也通过3c认证,而劣质充电器一般采用普通的非标线,并且电线细非常易起热,充电产生的高温会融化电线造成短路,自燃或起火。
同时以上四个部件的对比,就会明显发现劣质的充电器有多伤电池。
超威电动车电池调查显示,有70%的电池都是由于使用劣质充电器,从而导致电池鼓包的。
希望大家以后一定要注意这些问题,毕竟买一组电动车电池要花很多钱,何必要省那十几块钱呢?为自己的爱车准备一款好的充电器,不仅电池能够延长使用寿命,电动车也同样可以延长寿命,这样一举两得不是很好吗?。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版

文件编号:GD/FS-6355(安全管理范本系列)锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。
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一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!
锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!第一篇:锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!软包锂电池胀气的原因聚合物锂离子电池芯採用的是铝塑複合膜的包装技术,当电池芯内部由于异常化学反应的发生而产生气体时,Pocket会被充起,电池芯鼓胀(有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况),且不论外观如何,电池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)会发生严重的失效,导致电池芯不能使用。
胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。
当然,电池芯在化成启动或Baking过程中会正常的产生一定量(一般很少)的气体,这根据所使用的原材料而异,这种气体在Degassing工序会被抽掉。
目前部分Model(一次封装成型电池芯)通过添加V18溶剂来消除这种SEI层形成、相介面稳定时所产生的气体。
但是由于工序异常所产生的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后产生不能再消掉或者添加V18也不能消除。
这里简要介绍工序异常产生气体的原因:1.封装不良,由封装不良所引起胀气电池芯的比例已经大大地降低。
前面已经介绍了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三边封装不良的原因,任何一边封装不良都会导致电池芯,表现以T op sealing 和Degassing居多,T op sealing主要是Tab位密封不良,Degassing主要是分层(包括受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离)。
封装不良引起空气中水分进入电池芯内部,引起电解液分解产生气体等。
2.Pocket表面破损,电池芯在流拉过程中,受到异常损坏或人为破环导致Pocket破损(如针孔)而使水分进入电池芯内部。
3.角位破损,由于折边角位铝的特殊变形,气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大,气袋越大,越易破损),失去对水的阻隔作用。
可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。
并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯,更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。
鼓气原因分析报告
3.抽气封口机在生产11I928批次5259115P型号时,有电池发软的现象,跟进10pcs发软电池,发现电池在经过冷热压工序后,铝膜内有气体,表现为轻微鼓气。
4.85
3
61.8672.671.813330.09
34.95
4.86
4
61.86
72.65
10.79
34
30.01
34.84
4.83
5
61.86
72.66
10.80
35
30.12
34.95
4.83
6
61.80
72.61
10.81
36
30.15
34.98
4.83
7
61.81
72.60
10.79
37
报告书
拟订
确认
承认
张琴
2011/10 /27
/ /
/ /
文件编号
拟订日期
2011-10-27
作成
2011-10-27
收信
分类
保密
保存期限
二年
标题
聚合物电芯鼓气原因分析报告
一、背景:
鼓气不良数量占聚合物车间9月份报废不良品总数的45.77%,位居第一。除去8月份车间两次鼓气异常报废365PCS留9月份入库报废,鼓气不良比例仍占32.16%。9月份鼓气不良均比较零散,没有批量性的不良发生。
10.21
11J921
454093P
过充
干货丨锂离子电池鼓胀分析
干货丨锂离子电池鼓胀分析来源:《电源技术》杂志锂离子电池具有能量密度高,体积小的优点[1],近年来,随着4G 的普及,5G的到来,对于锂离子电池的要求更加苛刻,锂离子电池朝着更高能量密度、更快的充电速度发展。
然而能量越高,其危险性就越大,近年来社会上发生的锂电池安全事故越来越多,2018年~2019年上半年一共发生了60多起纯电动汽车起火事故,导致16万辆纯电动汽车召回[2],手机鼓胀、起火、爆炸的事故更是频发。
本文以一款客户投诉电池(简称客诉电池)的分析为切入点,研究该电池的起鼓原因,并实验模拟手机日常使用中可能存在的失效情况,并分析其机理。
实验1.1 客诉电池分析对客诉电池进行电压内阻测试,根据电池编码进行系统查询,判断其出厂是否合格;对其进行充放电测试,判定是否可以正常进行充放电,判断电性能是否正常;测试气体成分,拆解进行电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、扫描电子显微镜法(SEM)测试,分析其失效原因。
1.2 过放模拟实验采用6组电池,每组3只,以0.5 C、0.1 C、0.01 C、0.001 C分别将电池放电至3、2、1、0.5、0.2、0 V,放电后休眠1 h,再继续进行后续放电,观察是否鼓胀产气,拆解进行SEM、ICP分析;对放电至3与2.5 V的电池进行长期存储,观察其是否产气,测试其低压下长期存储电压内阻的变化情况。
1.3 高温浮充模拟实验采用4组电池,每组3只,分别进行45、60、70 ℃浮充,60 ℃ (4.2~4.4 V)循环充电,测试其厚度变化,观察鼓胀产气情况,测试气体成分,拆解进行SEM、ICP分析。
1.4 设备与仪器充放电设备采用ARBIN;电压内阻测试设备采用BK-300内阻测试仪;气体成分采用津岛质联用仪GCMS-2010测试;形貌采用扫描电子显微镜JSM-6510测试;微量金属元素含量采用电感藕合等离子体发射光谱仪 Optima 8000DV测试。
结果与分析2.1 客诉电池分析检测客诉电池六面外观(图1),未发现存在破损、腐蚀现象,排除封装破损导致电池起鼓。
电池鼓包气体成分
电池鼓包气体成分电池鼓包气体成分:你需要知道的那些事儿**引言**不知道大家有没有遇到过手机电池鼓包的情况,我可是亲身经历过,那场面还真有点吓人!电池鼓包不仅影响使用,还让人心里直犯嘀咕:这鼓包里到底都是些啥气体呀?搞清楚电池鼓包气体的成分可太重要了,这能帮助我们更好地了解电池的状况,也能让我们在使用电子产品时更加小心谨慎。
**成分分析**电池鼓包产生的气体主要有氢气、一氧化碳、二氧化碳,还有一些少量的甲烷、乙烯等。
先说氢气,这可是个“活跃分子”。
它主要来源于电池内部电解液的分解。
简单来说,就像是电池内部发生了一场小小的“化学战争”,产生了氢气这个“产物”。
氢气的作用嘛,它的存在会增加电池内部的压力,导致鼓包。
不过它也有缺点,氢气是一种易燃易爆的气体,这可就危险啦。
一氧化碳也是鼓包气体中的一员。
它通常是由于电池过度充电或者高温环境下产生的。
这一氧化碳可不是好惹的,它有毒啊!对人体健康危害极大。
二氧化碳相对来说还算“温和”些。
它的产生也是因为电池内部的化学反应,会让电池内部压力增大,从而导致鼓包。
还有少量的甲烷和乙烯,它们一般是在电池老化或者异常情况下产生的。
**成分对健康或使用效果的影响**氢气的存在,让电池鼓包变得更明显,而且一旦遇到火源,那可就是大麻烦。
我有个朋友,手机电池鼓包了没在意,结果充电的时候差点出事儿,把他吓得够呛。
一氧化碳就更可怕了,万一吸入过多,那可是会中毒的。
二氧化碳虽然本身没那么危险,但它增加的压力会让电池越来越鼓,最终可能导致电池损坏甚至爆炸。
甲烷和乙烯这些少量气体,也会加剧电池的不稳定性。
**安全性和潜在风险**从安全性角度来说,电池鼓包本身就是个危险的信号。
这些气体的存在,增加了电池爆炸、燃烧的风险。
我自己就曾经因为一块鼓包的电池,担心得好几天睡不好觉。
很多消费者也反映,鼓包的电池不敢再用,就怕出意外。
**总结和建议**总结一下,电池鼓包产生的气体成分多样,而且都存在一定的风险。