导致锂电池失效的因素有哪些？
在能源危机和环境污染的大背景下，锂离子电池作为21世纪发展的理想能源，受到越来越多的关注。但锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象。而且单一电池失效之后会影响整个电池组的性能和可靠性，甚至会导致电池组停止工作或其他安全问题。
近年来国内外发生了多起与电池相关的起火爆炸事故：美国特斯拉Model S电动汽车起火事故、Samsung Note7手机电池起火事故、武汉孚特电子厂房起火、天津Samsung SDI工厂起火等……
锂电池失效的分类
为了避免上述出现的性能衰减和电池安全问题，开展锂电池失效分析势在必行。锂电池的失效是指由某些特定的本质原因导致电池性能衰减或使用性能异常，分为性能失效和安全性失效。
常见锂电池失效的分类
锂电池失效的原因
锂电池失效的原因可以分为内因和外因。
内因主要指的是失效的物理、化学变化本质，研究尺度可以追溯到原子、分子尺度，研究失效过程的热力学、动力学变化。
外因包括撞击、针刺、腐蚀、高温燃烧、人为破坏等外部因素。
锂电池失效的内部情况
锂电池常见的失效表现及其失效机理分析
容量衰减失效
“标准循环寿命测试时，循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%。或者循环次数达到1000次时放电容量不应低于初始容量的80%”，若在标准循环范围内，容量出现急剧下滑现象均属于容量衰减失效。
电池容量衰减失效的根源在于材料的失效，同时与电池制造工艺、电池使用环境等客观因素有紧密联系。从材料角度看，造成失效的原因主要有正极材料的结构失效、负极表面SEI过渡生长、电解液分解与变质、集流体腐蚀、体系微量杂质等。
正极材料的结构失效：正极材料结构失效包括正极材料颗粒破碎、不可逆相转变、材料无序化等。LiMn2O4在充放电过程中会因Jahn-Teller效应导致结构发生畸变，甚至会发生颗粒破碎，造成颗粒之间的电接触失效。LiMn1.5Ni0.5O4材料在充放电过程中会发生“四方晶系-立方晶系”相转变，LiCoO2材料在充放电过程中由于Li的过渡脱出会导致Co进入Li层，造成层状结构混乱化，制约其容量发挥。
负极材料失效：石墨电极的失效主要发生在石墨表面，石墨表面与电解液反应，生产固态电解质界面相（SEI），如果过度生长会导致电池内部体系中锂离子含量降低，结果就是导致容量衰减。硅类负极材料的失效主要在于其巨大的体积膨胀导致的循环性能问题。
电解液失效：LiPF6稳定性差，容易分解使电解液中可迁移Li+含量降低。它还容易和电解液中的痕量水反应生成HF，造成电池内部被腐蚀。气密性不好引起电解液变质，电解液黏度和色度都发生变化，最终导致传输离子性能急剧下滑。
集流体的失效：集流体腐蚀、集流体附着力下降。上述电解液失效生成的HF会对集流体造成腐蚀，生成导电性差的化合物，导致欧姆接触增大或活性物质失效。充放电过程中Cu箔在低电位下被溶解后，沉积在正极表面，这就是所谓的“析铜”。集流体失效常见的形式是集流体与活性物之间的结合力不够导致活性物质剥离，不能为电池提供容量。
内阻增大
锂电池内阻增大会伴随有能量密度下降、电压和功率下降、电池产热等失效问题。导致锂离子电池内阻增大的主要因素分为电池关键材料和电池使用环境。
电池关键材料：正极材料的微裂纹与破碎、负极材料的破坏与表面SEI过厚、电解液老化、活性物质与集流体脱离、活性物质与导电添加剂的接触变差（包括导电添加剂的流失）、隔膜缩孔堵塞、电池极耳焊接异常等。
电池使用环境：环境温度过高/低、过充过放、高倍率充放、制造工艺和电池设计结构等。
内短路
内短路往往会引起锂离子电池的自放电，容量衰减，局部热失控以及引起安全事故。
铜/铝集流体之间的短路：电池生产或使用过程中未修剪的金属异物穿刺隔膜或电极、电池封装中极片或极耳发生位移引起正、负集流体接触引起的。
隔膜失效引起的短路：隔膜老化、隔膜塌缩、隔膜腐蚀等会导致隔膜失效，失效隔膜失去电子绝缘性或空隙变大使正、负极微接触，然后出现局部发热严重，继续充放电会向四周扩散，导致热失控。
杂质导致短路：正极浆料中过渡金属杂质未除干净会导致刺穿隔膜或促使负极锂枝晶生成导致内短路。
锂枝晶引起的短路：长循环过程中局部电荷不均匀的地方会出现锂枝晶，枝晶透过隔膜导致内短路。
电池设计制造或电池组组装过程上，设计不合理或局部压力过大也会导致内短路。电池过冲和过放的诱导下也会出现内短路。
产气
在电池化成工艺过程中消耗电解液形成稳定SEI膜所发生的产气现象为正常产气，但是过渡消耗电解液释放气体或正极材料释氧等现象属于异常放气。常出现在软包电池中，会造成电池内部压力过大而变形、撑破封装铝膜、内部电芯接触问题等。
正常电芯与失效电芯气体成分分析
电解液中的痕量水分或电极活性材料未烘干，导致电解液中锂盐分解产生HF，腐蚀集流体Al以及破坏黏结剂，产生氢气。不合适电压范围导致的电解液中链状/环状酯类或醚类会发生电化学分解，会产生C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、CO2等。
热失控
热失控是指锂离子电池内部局部或整体的温度急速上升，热量不能及时散去，大量积聚在内部，并诱发进一步的副反应。诱发锂电池热失控的因素为非正常运行条件，即滥用、短路、倍率过高、高温、挤压以及针刺等。
电池内部常见的热行为
析锂
析锂即在电池的负极表面析出金属锂，是一种常见的锂电池老化失效现象。析锂会使电池内部活性锂离子减少，出现容量衰竭，而且会形成枝晶刺穿隔膜，就会导致局部电流和产热过大，最终造成电池安全性问题。
失效电池常见析锂图片
中国失效分析已在机械领域和航空领域得到系统性的发展，而在锂电池领域还未得到系统的研究。电池企业及材料企业各自开展锂离子电池失效分析的研究，但多偏重于电池制造工艺和材料的研发制备，以提高电池性能、降低电池成本为直接目标。未来研究院所与相关企业可加强合作交流，力求建立与完善的锂离子电池失效故障树和失效分析流程。
科普知识 注意了！锂电池这么放，小心它“坏”给你看！
锂电池和铅酸电池哪个好？
锂电池的寿命一般是多久？
锂电池使用有什么注意事项？
锂电池能以旧换新吗？
......
由于具备了寿命长、容量大等优点，锂电池深受广大电动车用户的欢迎与喜爱。但和铅酸电池相比，大家对它并没有那么熟悉，由此就会产生类似文章开头的一系列疑问。为了让大家更好地了解并使用锂电池，将围绕锂电池为大家进行一次专业科普。
今天要为大家解答的问题是：锂电池长期放置不充电会坏吗？
首先可以明确的是，长期放置又不充电，锂电池肯定是会坏的。如果在放置过程中根据电量情况进行及时补电，则可以避免这种情况。
那么，为什么锂电池长期放着不充电会坏？原因主要在于BMS（电池管理系统）和报警器耗电，以及电池的自放电导致的电池过放电。
市面上使用的电动车锂电池一般都是电池组，会配有BMS对其进行监控和智能化管理。而BMS在工作时会消耗电量，久而久之就会将电池的电量用完。
此外，很多用户在电动车闲置不用时，会将电池留在车上。此时，电动车的报警器仍处于耗电状态，并且耗电量远大于BMS。
事实上，即使把BMS和报警器都切断，锂电池久放不充也是有问题的，因为电池内部始终存在少许的反应，甚至微短路——这就会产生我们常说的电池自放电 。
以上三种情况，在没有对电池进行及时补电的时候，都会造成电池的过放电，进一步导致电池负极表面的SEI膜损坏甚至气化消失 ，从而损伤电池，甚至带来安全隐患。
因此，和铅酸电池一样，当我们长期不用，也要记得定期检查锂电池的电量，及时补电。
来源：绿源电动车
相关问答
为什么 锂电池 完全放电了会 坏 掉?原因是电池存在微腐蚀。带电的电池存在高电势差,不用会使微腐蚀加剧。电池烂掉是局部腐蚀,只要电池在用,就可以抑制局部腐蚀的发生。类似牺牲阳极保护阴极法...
锂电池 容易 坏 吗?不容易锂离子电池的使用寿命都只在两到三年。锂离子电池一般能够充放300-500次。好对锂离子电池进行部分放电,而不是完全放电,并且要尽量防止经常的完全放...
锂电池坏 了咋处理?你的问题太简单,我就概括说下吧。外观类的问题:一般不伤及电池内部的划痕、凹坑、褶皱正常使用都没有问题,一旦伤及电池的内部构造或是外观损毁非常严重,就...
锂电瓶怎么修复?[回答]锂电池瓶的修复方法有很多种。以下是详细的方法和介绍:1。电动车锂电池的修复方法:利用锂电池平衡修复仪检查电池的电压、放电、电压差,识别是哪个...
富士达电动车(锂电)才骑了两年, 锂电池 就 坏 了?1、如果使用频繁,2年的寿命差不多。2、维护与保养:1)损害电池的主要原因是过充电和过放电。2)防止过充电是由充电器来完成的,电池接上充电器中充电,充满...
龙韵电钻25Ⅴ锂电为何容易 坏 ?龙韵就是针对中国消费者捡便宜的心态,质量渣的一笔,不用的时候把电池取了存放,一个月用的到2-3次,一年电池就坏了、!龙韵就是针对中国消费者捡便宜的心态,质...
锂电池 不存电是怎么回事?锂电池不存电的原因主要是由于其内部化学反应和自放电现象。锂电池内部由正极、负极和电解质组成。当锂电池处于放电状态时,正极的锂离子会从正极向负极移动,...
锂电池 多久不用会 坏 啊?三年。锂电池的寿命大约在3~4年的时间。电动车的锂电池分类主要有三元锂电池、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池。大多数情况下,锂电池的寿命大概是可以使用1000次,...
锂电池 充电器不通电是怎么回事?锂电池充不进电,可以分为三种原因:锂电池保护板问题、锂电池组PACK工艺问题、还有锂电池电芯问题。下面分享一下这三种原因的判定方法以及解决方法!1、锂电...
刚买的 锂电池 不耐用什么原因?这种情况应该是锂电池在出厂的时候,质量存在问题。锂电池有个特性,放完电就损坏,通常来说装上电动车的电池由于控制器一直是通着电的,所以再加上电池的自身漏...
