锂电池失效分析检测，pcba老化测试

产气分析案例

图13 锂离子电池过充和过放电过程中产气模型

1999年，KUMAI等就对18650型号的圆柱型商业化锂离子电池正常使用电位范围(4.2～2.5V)、过放电电位(

析锂分析案例

图14 32mA·h MCMB/LCO电池在5mA不同温度下的恒流充放电曲线

失效电池会出现不同形式的析锂斑纹，其产生机理和造成因素不尽相同。在LCO/MCMB电池体系，ZHANG等用三电极方法，通过监测负极对锂电位直接对电池充放电过程中的析锂问题进行研究，Li作为参考电极，电解液为1.0mol/L LiBF4溶于1：1：3(质量比)EC/BL/EMC，研究条件为不同电流倍率和温度，图14为不同温度下用三电极方法对电池进行充放电过程的结果，通过负极对Li+/Li电位的变化，可明显看到温度越低在全电池

充电过程中越容易发生析锂，采用同样的研究方法，文章得到了充电电流越大越容易析锂的结论。

图15 LCO/MCMB电池过充至不同截止电压

图16 4.7 V截止电压循环拆解后负极SEM

在高电压高能量密度体系中，电池循环过程中不恰当的充电截止电压也会导致电池出现析锂。ZHANG等研究了LCO/MCMB电池体系在不同截止电压条件下的容量衰减机制。循环过程中深充浅放，充电截止电压为4.4V、4.5V、4.6V、4.7V，将循环后电池拆解，运用XAS、SEM／EDX等方法进行失效分析，发现4.7V电池存在明显的容量衰减和极化，如图15所示。拆解后存在负极SEM中显示存在较多锂枝晶，如图16所示。该研究表明在4.7V过充条件下，LCO/MCMB容量衰减的主要原因是析锂、正极Co溶出。

结语

锂离子电池应用领域十分广泛，小至手机电脑等移动终端，大到电动公交和大规模储能。自从国内外发生的多起手机电动汽车的起火爆炸事故后，可靠性、安全性与其性能一样重要。本文简单介绍了锂离子电池可能存在的失效表现，并从失效机理研究、测试分析手段、失效分析流程设计角度剖析锂离子电池失效分析的开展。锂离子电池失效分析在新型高性能电池的开发过程中起到了“反馈”作用，有利于其开发研究。