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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。
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