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磷酸铁锂电池失效是怎么回事？

欢迎来到公海7108线路 2022-08-20

磷酸铁锂电池

在生产过程中，人员、设备、原材料、方法、环境是影响磷酸铁锂电池质量的主要因素，磷酸铁锂动力电池的生产过程也不例外。那么你知道磷酸铁锂电池失效是怎么回事吗？

1、电极活性物质杂质导致的电池失效：LiFePO4合成过程中，会出现少量的Fe2O2、Fe2P、Fe、Fe4(P2O7)3等杂质，这些杂质会在负极表面还原，有可能刺穿隔膜，造成内部短路。如果LiFePO4长时间暴露在空气中，受潮会使电池劣化并引起老化。化学机理：时效初期在材料表面形成无定形磷酸铁，其局部成分和结构与LiFePO4(OH)相似。 LiFePO4(OH)。而 LiFePO4 中的 Li3PO2 杂质是电化学惰性的。石墨负极的杂质含量（主要是Al和Fe）越高，不可逆容量损失越大（可逆容量损失越小）。

2、化学合成法导致的电池失效：活性锂离子的不可逆损失首先体现在固体电解质界面膜（SEl膜）形成过程中消耗的锂离子。研究发现提高化成温度会导致锂离子更多的不可逆损失，因为随着化成温度升高，SEl薄膜中无机成分的比例会增加，而有机成分ROCOLi会在转化过程中释放出来。无机成分 LiCO。气体会在SEI膜中造成更多的缺陷，通过这些缺陷溶剂化的锂离子将大量嵌入石墨负极。形成时，小电流充电形成的SEL膜成分和厚度均一，但耗时较长；大电流充电会引起更多的副反应，增加不可逆的锂离子损失，增加负极界面阻抗，但更节能。目前多采用小电流恒流和大电流恒流恒压的形成方式，可以兼顾两者的优点。采用电化学方法进一步证明了电池的活化影响了SEI膜的稳定性。 SEI膜的稳定性越高，电池的自放电率越低。

3、生产环境受潮导致电池失效：在实际生产中，电池不可避免地会接触到空气，因为正负极材料大多为微米或纳米级颗粒，电解液中的溶剂分子电负性大羧基和亚稳碳碳双键容易吸收空气中的水分。电解液中的水分子与锂盐（尤其是LiPF6）发生反应，不仅分解消耗电解液（分解形成PF5），还会产生酸性物质HF。虽然 PF5 和 HF 都会破坏 SEI 膜，但 HF 也会促进 LifePO4 的活性性物质的腐蚀。水分子还使嵌入锂的石墨阳极脱锂，在 SEI 薄膜底部形成氢氧化锂网络。

此外，电解液中溶解的O2也会加速LiFePO4电池的老化。

在生产过程中，除了影响电池性能的生产过程外，导致磷酸铁锂动力电池失效的主要因素还包括原材料中的杂质（包括水）和化成过程。因此，材料的纯度、环境湿度的控制、形成方法等因素至关重要。

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