锂离子电池气胀原因探讨

胡丽娜,孙珊珊,岳 娟,杜晨树

( 1. 维科技术股份有限公司,浙江 宁波 315800; 2. 宁波维科新能源科技有限公司,浙江 宁波 315800 )

锂离子电池具有平台电压高、能量密度高和对环境污染小等优点,已经广泛应用于智能终端、储能及电动汽车等领域[1]。 随着能量密度的提升,电池的安全性能日益受到大众的关注。 目前,我国锂离子电池技术的发展仍面临能量密度和安全性能的提升、失效分析技术发展等问题。 锂离子电池失效分析可在高性能电池的开发过程中起到反馈作用,促进电池的开发研究。 相对于国外长期的积累和发展,国内电池失效分析领域还处于摸索阶段,对高校的机理基础、检测中心的检测手段和电池企业的资源数据库三方的整合不充分,整体失效分析体系不够完整[2]。 锂离子电池在滥用条件下(如高温、浮充电、短路、过充电、过放电、振动、挤压和撞击等),容易出现气胀、冒烟,甚至着火等失效的情况。 受电子产品体积的限制,电芯的鼓胀对用于智能终端的锂离子电池及相应用电产品的寿命和安全性能有较大影响。 在过充电、过放电和浮充电等条件下,锂离子电池的气胀问题会更严重。

为分析锂离子电池在滥用条件下出现气胀的原因,本文作者对电池气胀产气的成分进行分析,从电池的负极材料、正极材料及电解液溶剂着手,探讨气胀的原因和机理。

1 实验

1.1 样品电池的制备

将LiCoO2(天津产,98.5%)、碳纳米管(CNT)导电浆(江苏产,固含量4%)和聚偏氟乙烯(PVDF,广……