動力電池系統(tǒng)通常由電芯、電池管理系統(tǒng)、Pack系統(tǒng)含功能元器件、線束、結構件等相關組建構成。動力電池系統(tǒng)失效模式，可以分為三種不同層級的失效模式，電芯失效模式是第一層級的失效。主要講解電芯失效模式：

電芯的失效模式又可分為安全性失效模式和非安全性失效模式

電芯安全性失效主要有以下幾點：

1、電芯內部正負極短路：

電芯內部微短路大致可以分為兩種：

①物理短路，由陰陽極的集流體突破電解質和隔膜發(fā)生物理接觸而形成短路；在內部電芯與電芯間或者單電芯內發(fā)生微小的正負極短接現(xiàn)象即為內部微短路；

②化學短路，在充放電過程中，由于電池活性材料和電解質、隔離膜自身起了化學變化而引起的局部電子導通。

2、電池單體漏液：

電池漏液的有原因有：外力損傷；碰撞、安裝不規(guī)范造成密封結構被破壞；制造原因：焊接缺陷、封合膠量不足造成密封性能不好等。

電池漏液后整個電池包的絕緣失效，單點絕緣失效問題不大，如果有兩點或以上絕緣失效會發(fā)生外短路。從實際應用情況來看，軟包和塑殼電芯相比金屬殼單體更容易發(fā)生漏液情況導致絕緣失效。

3、電池負極析鋰：

什么是負極析鋰：石墨的嵌鋰電位為65~200mV（vs. Li+/Li0）。當負極電位接近或低于金屬鋰的析出電位時，鋰離子以鋰金屬的形式析出在負極表面。

實驗發(fā)現(xiàn)，鋰離子在負極表面的析出反應和石墨中的嵌入反應同時進行。在充電過程中，部分鋰離子以鋰金屬的形式沉積在負極表面，其余鋰離子嵌入石墨中。

在放電過程中，會發(fā)生離子的脫嵌和沉積的鋰金屬的剝離。在金屬鋰的剝離過程中，會形成“死鋰”。

“死鋰”與電解液的反應是鋰離子電池容量損失、循環(huán)壽命縮短的主要原因。負極的鋰析出是電荷轉移限制（CTL）和固體擴散限制（SDL）的結果。

隨著充電的進行，石墨層間可嵌入鋰離子的位置逐漸減少，限制了鋰離子在石墨固相中的擴散，相應的嵌鋰電流也逐漸減小。

同時，由于鋰離子從電解質中擴散到負極的速率遠大于其嵌入石墨的速率，導致越來越多的鋰離子積聚在石墨表面，驅動電勢負極的電位接近析鋰電位，導致鋰在負極沉積。

4、電芯脹氣鼓脹：

鋰電池鼓脹是一個復雜的問題，涉及到電池內部的化學反應和物理變化。

鋰離子電池在濫用條件下(如高溫、浮充電、短路、過充電、過放電、振動、擠壓和撞擊等)，容易出現(xiàn)氣脹、冒煙，甚至著火等失效的情況。在過充電、過放電和浮充電等條件下，鋰離子電池的氣脹問題會更嚴重。

但是從機理上來說，電解液中的主要溶劑產(chǎn)氣情況如下：

電池中的雜質，尤其是水分，會與電解液中的LiPF6反應生成HF，導致電池體系不穩(wěn)定，并產(chǎn)生氣體。

當有內短路點出現(xiàn)時，局部溫度急劇升高，導致電解液分解產(chǎn)氣；

以上幾種失效模式是非常嚴重的問題，可能會造成人員傷亡。即使一個電芯使用1、2年沒有問題，并不代表這個電芯以后沒有問題，使用越久的電池失效的風險越大。

電芯的非安全性失效只是影響使用性能，主要有以下幾點：

1、容量一致性差：

2、自放電過大：

3、低溫放電容量減少：

4、電池容量衰減：

就不一一贅述了。

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