【CIBF2024-展商推荐】迅湃电池研究院最新成果—锂离子电池过放电产热及失效机制研究

中国国际电池技术交流会/展览会（CIBF）

“中国国际电池技术交流会/展览会（CIBF）”是由中国化学与物理电源行业协会主办的电池行业的国际性的专业技术交流会/展览会，是全球最具影响力的新能源展会之一，连续15次搭建高端交流平台。CIBF每两年一届固定在深圳举办，为带动行业发展，在两年之间，主办方增加了CIBF巡展。CIBF2024首次走进川渝，将于2024年4月27-29日在重庆国际博览中心举行。

展会规模宏大，14个展馆，总面积超过18万平方米，预计吸引20万+观众参观。

西安迅湃快速充电技术有限公司

展位号：C1T083

电池失效分析专题

锂离子电池过放电产热及失效机制研究

摘要：过放电是锂电池电滥用中最常见的失效诱因，然而过放电导致电池发热及失效的内在机理尚不明确。因此我们使用36Ah软包电池进行过放电测试研究，对过放电后电池进行拆解并进行XRD、SEM及XPS表征。结果表明过放电后电池负极石墨化程度降低，正极表面存在铜析出及电解液溶解导致的副产物堆积。

关键词：产热，失效机制，锂离子电池，过放电，铜沉积

锂离子电池因其卓越的电化学性能和循环寿命，成为电动汽车的主要动力来源。然而，过热引发的电动汽车着火事故时有发生。因此，确定电池过热的原因是提高电池安全性的有效策略。过放电作为电滥用中最常见的失效诱因，可能导致锂离子电池析铜，引发电池内短路失效。本研究通过过放电测试，深入探讨电池内部产热及其失效机制。

图1锂电池过放电试验环境

从以下图2a中电池过放电过程的电压-电流曲线可知，过放电过程可分为四个阶段，a、d阶段为静置，电流为0；b、c阶段以1C电流进行放电，其中b阶段为正常放电，在4854s结束电压为2.36V，c阶段电池继续放电0.5h，电压从2.36V降至0V，期间发生不同反应导致电压出现多次波动，甚至低于0V。图2b中检测的过放电全过程电池温度变化可知，在整个过放过程中环境温度基本稳定，而其他4个温度点在4800s后开始迅速上升，在6000s达到峰值，随后下降到环境温度。

图2 电池过放电过程电化学性能曲线

图3 正常电池及过放电池XRD及拉曼表征

图4 正常电池及过放电池正极表面形貌表征

图5 正常电池及过放电池正负极表面成分分析

图6 软包电池过放电产热机理图

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