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2024年6月8日发(作者:)

锂离子电池的故障模式机理与影响分析

锂离子电池安全问题

然而,在给人们的生活、生产带来便利的同时,层出不

穷的锂离子电池安全问题也成为了人们十分关心的焦点。例

如2016年9月三星Galaxy Note 7电池爆炸事件,这使得

多国航空主管部门、以及各航空公司对三星Galaxy Note 7

下达飞行禁令后,三星紧急召回250万部手机,带来了极其

负面的社会影响(图1(a));

图1. (a) 电池爆炸后的三星Galaxy Note 7。

2013年7月,希思罗机场埃塞俄比亚航空波音787因飞

机内锂电池短路而起火,造成飞机后部机身大面积烧毁;同

年8月,特斯拉在法国比亚里茨对Model S和Model X两款

电动汽车进行推广的试驾活动中,一辆Model S90D出现电

池自燃,事后车辆完全被毁(图2(b))。

图2. (b) 起火的特斯拉Model S90D。

这些事件都说明了由锂离子电池失效所造成的损失是

非常巨大而沉重的,因此,锂离子电池的使用安全性及可靠

性是极其重要的。对锂离子电池进行故障模式机理与影响分

析(FMMEA)能够提供一个严格的构架来定义什么样的锂离子

电池是不合格的,如何去检测,怎样的过程可能会引起电池

的失效,同时,提供锂离子电池的失效模式及预防措施。通

过各个方面改进、预防、保护来保证锂离子电池的可靠性及

安全性。

锂离子电池结构

从锂离子电池结构来说,主要分为以下五个部分组成,

如图3所示:

(1)正极材料:电极电势较高、结构稳定的具有嵌锂

能力的层状或尖晶石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型

化合物,如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。


本文标签: 电池结构模式机理造成