{"id":3980,"date":"2021-11-23T11:00:47","date_gmt":"2021-11-23T03:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/darksalmon-dugong-512221.hostingersite.com\/?p=3980"},"modified":"2025-01-17T10:14:23","modified_gmt":"2025-01-17T02:14:23","slug":"classification-of-lithium-battery-failure-and-the-cause-of-failure","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/classification-of-lithium-battery-failure-and-the-cause-of-failure\/","title":{"rendered":"Classification des pannes de batteries au lithium et causes de panne"},"content":{"rendered":"

Dans un contexte de crise \u00e9nerg\u00e9tique et de pollution environnementale, Les batteries lithium-ion, une source d'\u00e9nergie id\u00e9ale pour le d\u00e9veloppement au 21e si\u00e8cle<\/u><\/a>, ont re\u00e7u une attention croissante. Cependant, certains ph\u00e9nom\u00e8nes de d\u00e9faillance peuvent survenir lors de la production, du transport et de l'utilisation des batteries lithium-ion. De plus, la d\u00e9faillance d'une seule batterie affectera les performances et la fiabilit\u00e9 de l'ensemble de la batterie, voire entra\u00eenera l'arr\u00eat du fonctionnement de la batterie ou d'autres probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, de nombreux incendies et explosions li\u00e9s aux batteries se sont produits dans le pays et \u00e0 l\u2019\u00e9tranger : l\u2019incendie de la voiture \u00e9lectrique Tesla Model S aux \u00c9tats-Unis, l\u2019incendie de la batterie du t\u00e9l\u00e9phone portable Samsung Note7, l\u2019incendie de l\u2019usine d\u2019\u00e9lectronique Forte \u00e0 Wuhan, l\u2019incendie de l\u2019usine Samsung SDI \u00e0 Tianjin, etc\u2026<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

1. Classification des batterie au lithium<\/a> \u00e9chec<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Afin d'\u00e9viter les probl\u00e8mes de d\u00e9gradation des performances et de s\u00e9curit\u00e9 des batteries mentionn\u00e9s ci-dessus, il est imp\u00e9ratif d'effectuer une analyse de d\u00e9faillance des batteries au lithium. La d\u00e9faillance d'une batterie au lithium fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la d\u00e9gradation des performances de la batterie ou \u00e0 une utilisation anormale caus\u00e9e par certaines raisons essentielles sp\u00e9cifiques, et elle est divis\u00e9e en d\u00e9faillance des performances et d\u00e9faillance de la s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les d\u00e9faillances de performances comprennent la baisse de capacit\u00e9, l'att\u00e9nuation de la dur\u00e9e de vie du cycle, une tension anormale, un courant anormal, une r\u00e9sistance interne excessive, une autod\u00e9charge, un vieillissement \u00e0 haute et basse temp\u00e9rature, de faibles performances de d\u00e9bit et une mauvaise coh\u00e9rence.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les d\u00e9faillances de s\u00e9curit\u00e9 comprennent l'emballement thermique, le court-circuit, la fuite de liquide, la flatulence, l'\u00e9volution du lithium, la d\u00e9formation par dilatation et la perforation (\u00e9crasement).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

2. Raisons de la d\u00e9faillance des batteries au lithium<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les raisons de la d\u00e9faillance des batteries au lithium peuvent \u00eatre divis\u00e9es en causes internes et externes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La cause interne se r\u00e9f\u00e8re principalement \u00e0 la nature des changements physiques et chimiques de la d\u00e9faillance. L'\u00e9chelle de recherche peut \u00eatre remont\u00e9e aux \u00e9chelles atomique et mol\u00e9culaire pour \u00e9tudier les changements thermodynamiques et dynamiques du processus de d\u00e9faillance.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les facteurs externes comprennent l\u2019impact, l\u2019acupuncture, la corrosion, la combustion \u00e0 haute temp\u00e9rature, les dommages caus\u00e9s par l\u2019homme et d\u2019autres facteurs externes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

3. Analyse des performances et des m\u00e9canismes de d\u00e9faillance courants des batteries au lithium<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

D\u00e9faillance de capacit\u00e9<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\u00ab Dans le test de dur\u00e9e de vie standard, la capacit\u00e9 de d\u00e9charge ne doit pas \u00eatre inf\u00e9rieure \u00e0 90% de la capacit\u00e9 initiale lorsque le nombre de cycles atteint 500 fois. Ou la capacit\u00e9 de d\u00e9charge ne doit pas \u00eatre inf\u00e9rieure \u00e0 80% de la capacit\u00e9 initiale lorsque le nombre de cycles<\/u><\/a>\u00a0si elle se situe dans la plage de cycle standard A l'int\u00e9rieur, le ph\u00e9nom\u00e8ne de forte baisse de capacit\u00e9 est un \u00e9chec d'att\u00e9nuation de capacit\u00e9.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La cause profonde de capacit\u00e9 de la batterie <\/u><\/a>La d\u00e9faillance par d\u00e9sint\u00e9gration est une d\u00e9faillance des mat\u00e9riaux, \u00e9troitement li\u00e9e \u00e0 des facteurs objectifs tels que le processus de fabrication de la batterie et l'environnement d'utilisation de la batterie. D'un point de vue mat\u00e9riel, les principales raisons de la d\u00e9faillance sont la d\u00e9faillance structurelle du mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode positive, la croissance transitoire de SEI sur la surface de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative, la d\u00e9composition et la d\u00e9t\u00e9rioration de l'\u00e9lectrolyte, la corrosion du collecteur de courant et les traces d'impuret\u00e9s du syst\u00e8me.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

D\u00e9faillance structurelle du mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode positive :<\/u><\/a>\u00a0La d\u00e9faillance structurelle du mat\u00e9riau d'\u00e9lectrode positive comprend l'\u00e9crasement des particules de mat\u00e9riau d'\u00e9lectrode positive, la transition de phase irr\u00e9versible, le d\u00e9sordre du mat\u00e9riau, etc. Pendant le processus de charge et de d\u00e9charge de LiMn2O4, la structure de LiMn2O4 sera d\u00e9form\u00e9e en raison de l'effet Jahn-Teller, et les particules peuvent m\u00eame \u00eatre bris\u00e9es, provoquant la d\u00e9faillance du contact \u00e9lectrique entre les particules. Le mat\u00e9riau LiMn1,5Ni0,5O4 subira une transition de phase de \u00ab syst\u00e8me cristallin t\u00e9tragonal-cubique \u00bb pendant le processus de charge et de d\u00e9charge. Le mat\u00e9riau LiCoO2 entrera dans la couche de Li en raison de la transition de Li pendant la charge et processus de d\u00e9charge<\/u><\/a>, ce qui rend la structure en couches chaotique. , Restreignant sa capacit\u00e9.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

D\u00e9faillance du mat\u00e9riau de l'anode : La d\u00e9faillance de l'\u00e9lectrode en graphite se produit principalement sur la surface du graphite. La surface du graphite r\u00e9agit avec l'\u00e9lectrolyte pour produire la phase d'interface \u00e9lectrolyte solide (SEI). Une croissance excessive entra\u00eenera une diminution de la lithium<\/u><\/a>\u00a0La teneur en ions dans le syst\u00e8me interne de la batterie entra\u00eene une diminution de la capacit\u00e9. La d\u00e9faillance des mat\u00e9riaux d'anode en silicium est principalement due aux probl\u00e8mes de performances du cycle caus\u00e9s par leur \u00e9norme expansion volumique.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

D\u00e9faillance de l'\u00e9lectrolyte : le LiPF6 a une faible stabilit\u00e9 et se d\u00e9compose facilement, ce qui r\u00e9duit la quantit\u00e9 de Li+ migrant dans l'\u00e9lectrolyte. Il r\u00e9agit \u00e9galement facilement avec des traces d'eau dans l'\u00e9lectrolyte pour g\u00e9n\u00e9rer du HF, provoquant une corrosion \u00e0 l'int\u00e9rieur de la batterie. Une mauvaise \u00e9tanch\u00e9it\u00e9 \u00e0 l'air entra\u00eene la d\u00e9t\u00e9rioration de l'\u00e9lectrolyte, ainsi que des modifications de la viscosit\u00e9 et de la chromaticit\u00e9 de l'\u00e9lectrolyte, ce qui conduit finalement \u00e0 une forte baisse des performances de transport des ions.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

D\u00e9faillance du collecteur de courant : le collecteur de courant se corrode et l'adh\u00e9rence du collecteur de courant diminue. Le HF g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par la d\u00e9faillance de l'\u00e9lectrolyte corrode le collecteur de courant et g\u00e9n\u00e8re des compos\u00e9s \u00e0 faible conductivit\u00e9, ce qui entra\u00eene une augmentation du contact ohmique ou une d\u00e9faillance du mat\u00e9riau actif. Pendant le processus de charge et de d\u00e9charge, la feuille de cuivre se dissout \u00e0 un faible potentiel et se d\u00e9pose sur la surface de l'\u00e9lectrode positive, ce qu'on appelle la \u00ab pr\u00e9cipitation du cuivre \u00bb. La forme courante de d\u00e9faillance du collecteur de courant est que la force de liaison entre le collecteur de courant et le mat\u00e9riau actif est insuffisante, ce qui provoque le d\u00e9collement du mat\u00e9riau actif et ne peut pas fournir de capacit\u00e9 \u00e0 la batterie.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Augmentation de la r\u00e9sistance interne<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

L'augmentation de la r\u00e9sistance interne des batteries au lithium s'accompagnera de probl\u00e8mes de d\u00e9faillance tels qu'une diminution de la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, une diminution de la tension et de la puissance et une g\u00e9n\u00e9ration de chaleur de la batterie. Les principaux facteurs conduisant \u00e0 l'augmentation de la r\u00e9sistance interne des batteries lithium-ion sont divis\u00e9s en mat\u00e9riaux cl\u00e9s de la batterie et en environnement d'utilisation de la batterie.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Mat\u00e9riaux cl\u00e9s de la batterie : microfissures et rupture du mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode positive, destruction du mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative et SEI de surface excessif, vieillissement de l'\u00e9lectrolyte, s\u00e9paration du mat\u00e9riau actif et du collecteur de courant, d\u00e9t\u00e9rioration du contact du mat\u00e9riau actif et des additifs conducteurs (y compris la perte d'additifs conducteurs), le trou de r\u00e9tr\u00e9cissement du diaphragme est bloqu\u00e9, le soudage des languettes de la batterie est anormal, etc.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Environnement d'utilisation de la batterie : temp\u00e9rature ambiante trop \u00e9lev\u00e9e\/basse, surcharge et d\u00e9charge excessive, taux de charge et de d\u00e9charge \u00e9lev\u00e9, processus de fabrication et structure de conception de la batterie, etc.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

Court-circuit interne<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les courts-circuits internes provoquent souvent une autod\u00e9charge, une d\u00e9gradation de la capacit\u00e9, un emballement thermique local et des accidents de s\u00e9curit\u00e9 des batteries lithium-ion.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Court-circuit entre les collecteurs de courant en cuivre\/aluminium : des corps \u00e9trangers m\u00e9talliques non taill\u00e9s percent le diaphragme ou l'\u00e9lectrode lors de la production ou de l'utilisation de la batterie, et le d\u00e9placement des pi\u00e8ces polaires ou des languettes dans le bo\u00eetier de la batterie provoque le contact des collecteurs de courant positif et n\u00e9gatif.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Court-circuit caus\u00e9 par une d\u00e9faillance du diaphragme : vieillissement du diaphragme, effondrement du diaphragme, corrosion du diaphragme, etc., entra\u00eeneront la d\u00e9faillance du diaphragme. Le diaphragme d\u00e9fectueux perd son isolation \u00e9lectrique ou l'espace devient un micro-contact entre les \u00e9lectrodes positive et n\u00e9gative. Il y aura alors un \u00e9chauffement local important et la charge et la d\u00e9charge continues se propageront dans l'environnement. , Entra\u00eenant un emballement thermique.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Les impuret\u00e9s provoquent des courts-circuits : l'incapacit\u00e9 \u00e0 \u00e9liminer les impuret\u00e9s des m\u00e9taux de transition dans la suspension d'\u00e9lectrode positive entra\u00eenera le per\u00e7age du s\u00e9parateur ou favorisera la formation de dendrites de lithium de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative, entra\u00eenant des courts-circuits internes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Court-circuit caus\u00e9 par les dendrites de lithium : Lithium<\/u><\/a>\u00a0des dendrites appara\u00eetront aux endroits o\u00f9 les charges locales sont in\u00e9gales pendant le cycle long, et les dendrites p\u00e9n\u00e9treront le diaphragme pour provoquer des courts-circuits internes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Lors de la conception et de la fabrication d'une batterie ou de l'assemblage d'un pack de batteries, une conception d\u00e9raisonnable ou une pression locale excessive peuvent \u00e9galement provoquer des courts-circuits internes. Un court-circuit interne se produit \u00e9galement sous l'effet d'un d\u00e9passement ou d'une d\u00e9charge excessive de la batterie.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Production de gaz<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Lors de la formation de la batterie, le ph\u00e9nom\u00e8ne de production de gaz qui se produit lorsque l'\u00e9lectrolyte est consomm\u00e9 pour former un film SEI stable est une production de gaz normale, mais le ph\u00e9nom\u00e8ne de consommation excessive d'\u00e9lectrolyte et de lib\u00e9ration d'oxyg\u00e8ne du mat\u00e9riau de la cathode est une production de gaz anormale. Il appara\u00eet souvent dans les batteries \u00e0 emballage souple, ce qui entra\u00eene une pression interne trop importante de la batterie et une d\u00e9formation, une rupture du film d'aluminium de l'emballage et des probl\u00e8mes de contact interne de la batterie.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Trace d'humidit\u00e9 dans l'\u00e9lectrolyte ou le mat\u00e9riau actif d'\u00e9lectrode<\/u><\/a>\u00a0n'est pas s\u00e9ch\u00e9, ce qui provoque la d\u00e9composition du sel de lithium dans l'\u00e9lectrolyte pour produire du HF, corroder le collecteur de courant Al, d\u00e9truire le liant et produire de l'hydrog\u00e8ne. La d\u00e9composition \u00e9lectrochimique des esters ou \u00e9thers en cha\u00eene\/cycliques dans l'\u00e9lectrolyte caus\u00e9e par une plage de tension inappropri\u00e9e produira du C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, CO2, etc.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Emballement thermique<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

L'emballement thermique fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l'augmentation rapide de la temp\u00e9rature interne ou globale de l' batterie lithium-ion<\/u><\/a>, et la chaleur ne peut pas \u00eatre dissip\u00e9e \u00e0 temps, et une grande quantit\u00e9 de celle-ci s'accumule \u00e0 l'int\u00e9rieur et induit d'autres r\u00e9actions secondaires. Les facteurs qui induisent l'emballement thermique des batteries au lithium sont des conditions de fonctionnement anormales, telles que les abus, les courts-circuits, le grossissement \u00e9lev\u00e9, la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, l'extrusion et l'acupuncture.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Lithium<\/u><\/a><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La pr\u00e9cipitation du lithium est la pr\u00e9cipitation du lithium m\u00e9tallique sur la surface de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative de la batterie, ce qui est un ph\u00e9nom\u00e8ne courant de vieillissement et de d\u00e9faillance des batteries au lithium. L'\u00e9volution du lithium r\u00e9duira les ions lithium actifs dans la batterie, provoquant une perte de capacit\u00e9 et la formation de dendrites qui perforent le diaphragme, ce qui provoquera une production excessive de courant local et de chaleur, et finalement des probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 de la batterie.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Dans le contexte de crise \u00e9nerg\u00e9tique et de pollution environnementale, les batteries lithium-ion, en tant que source d\u2019\u00e9nergie id\u00e9ale pour le d\u00e9veloppement au 21e si\u00e8cle, re\u00e7oivent de plus en plus d\u2019attention. Cependant, certains ph\u00e9nom\u00e8nes de d\u00e9faillance peuvent se produire lors de la production, du transport et de l\u2019utilisation des batteries lithium-ion. De plus, la d\u00e9faillance d\u2019une seule batterie affectera les performances et [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":5,"featured_media":5279,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"Preventing Li-ion Battery Failure: Major Causes and Solution","_seopress_titles_desc":"How to Prevent Lithium-Ion Battery Failures: Understanding Causes, Safety Risks, and Effective Solutions for Longer, Safer Battery Life","_seopress_robots_index":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3980","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mylion-news"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3980","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3980"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3980\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10607,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3980\/revisions\/10607"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5279"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3980"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3980"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ygspower.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3980"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}