纽扣电池失效分析，电子产品加速寿命试验标准

纽扣电池失效分析，电子产品加速寿命试验标准

要点解读：本图总结了大量的数据结果，给出***负极在不同电流密度和循环容量下的失效机制，主要划分成三个区域，其中极化区（电流密度小于4.0 mA cm-2，容量小于4.0 mAh cm-2），短路区域（电流密度大于7.0 mA cm-2，容量大于7.0 mAh cm-2），中间的区域为过渡区。从图中也可以看出，容量对于短路的影响比电流的影响显著，在更高的容量下，容易发生短路的现象。右图是循环条件和利用率之间的关系，可以看出在较高的利用率下，无论循环条件是否苛刻，***负极均容易失效。但是在较低的利用率下，利用率越低，***负极的循环寿命受电流密度和循环容量的影响越显著。

图4 .不同区域内下***沉积脱出行为的示意图。

a）极化区。

b）过渡区（虚线表示可能发生的情况）。

c）短路区

要点解读： 本图主要表现的是在不同的区域下，***负极的脱除和沉积行为。从文中的分析中可以看出，在较小的电流密度和容量下，***的沉积和脱除均比较均匀，但是随着电流密度的增加，沉积锂和体相锂一起脱除导致***表面的不均匀性增加，部分沉积锂被SEI包裹形成死锂，增加了***的消耗。文中结合COMSOL模拟进行分析，在较小的电流密度下，沉积锂和体相锂脱除的驱动力和阻力相差较大，沉积锂可以优于体相锂脱除，但是在较大的电流密度下，脱除的驱动力拉平了脱出阻力的差异。另外，随着循环容量的增加，沉积锂的直径和长度都会增加，当增加到极化区的边界，短路的发生不可避免。而在中间的过渡区域，在电流密度较大但是沉积容量较小时，***的沉积随机的，如果沿着不均匀的表面沉积，也有可能出现刺穿隔膜的情况。因此在过渡区，***是否刺穿隔膜是有可能发生的。

总结展望

本文根据大量的实验数据总结给出了***失效相图来描述***在软包电池中的电化学行为。根据电流密度和循环容量的不同，锂金属负极的循环电化学图分为三个区域：极化，过渡和短路区域。在极化区中，失效机理是增厚的死锂和粉化锂。在大电流密度和容量下，失效机制变为短路而不是由死锂增加引起的极化增大失效。在过渡区中，两种失效机制可以在相同的电流密度和容量下发生。此外，文章对不同利用率下***的所面临的困境也进行了讨论。该工作为今后实现***软包电池的应用提供了重要的指导意义。