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　　鋰電池在使用或儲存過程中會出現一定概率的失效，包括容量衰減(跳水)、循環壽命短、內阻增大、電壓異常、析鋰、產氣、漏液、短路、變形、熱失控等， 嚴重降低了鋰電池的使用性能、一致性、可靠性、安全性。對鋰電池失效進行準確診斷并探究其失效機理是鋰電池失效分析的主要任務, 對鋰電池性能提升和技術發展也具有深遠意義。

　　1 鋰電池失效分析介紹

　　國家標準GB3187-82中定義:“失效(故障(zhang))—— 產(chan)品喪失規 定的功能(neng)。對可修復產(chan)品，通常也稱(cheng)為故障(zhang)。

　　”鋰電(dian)(dian)(dian)池的失(shi)效是指由某些特定的本(ben)質(zhi)原因導致電(dian)(dian)(dian)池性(xing)能衰減或使用性(xing)能異常。鋰電(dian)(dian)(dian)池的失(shi)效主要分為兩類(lei):一(yi)類(lei)為性(xing)能失(shi)效, 另(ling)一(yi)類(lei)為安全(quan)性(xing)失(shi)效,如圖1所示。

　　性(xing)(xing)能(neng)失(shi)效指(zhi)(zhi)的(de)是鋰電(dian)(dian)池的(de)性(xing)(xing)能(neng)達不(bu)到使用要(yao)求和(he)相關(guan)指(zhi)(zhi)標,主要(yao)有(you)容量衰減或跳水、循環壽(shou)命(ming)短、倍率性(xing)(xing)能(neng)差、一致性(xing)(xing)差、易(yi)自放電(dian)(dian)、高(gao)低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)衰減等;安(an)全性(xing)(xing)失(shi)效指(zhi)(zhi)的(de)是鋰電(dian)(dian)池由于使用不(bu)當或者濫用,出(chu)現的(de)具有(you)一定安(an)全風(feng)險的(de)失(shi)效,主要(yao)有(you)熱(re)失(shi)控、脹氣、漏(lou)液(ye)、析鋰、短路(lu)、膨脹形(xing)變等。

　　圖1 常見(jian)鋰(li)電(dian)池失效的分類(lei)

　　失(shi)效分析的誕生伴(ban)隨失(shi)效現象，以判定和(he)預防(fang)其發生為目(mu)的。

　　失(shi)效(xiao)分析(xi)是一種(zhong)判斷(duan)產品失(shi)效(xiao)模式(shi)、分析(xi)失(shi)效(xiao)原因、預(yu)測或預(yu)防失(shi)效(xiao)現象(xiang)的技(ji)術活動(dong)和管理活動(dong)。人們對鋰電池的使用(yong)性能(neng)指標提出了更高的要(yao)求,尤其凸顯在體積(ji)/質量能(neng)量密度、功率密度、循環壽命(ming)、成(cheng)本、安(an)全性能(neng)等方(fang)面。

　　例(li)如在《中國制造2025》中提到了(le)能(neng)量型鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)比(bi)能(neng)量大于300 W·h/kg, 功(gong)率型鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)比(bi)功(gong)率大于4000 W/kg的發展目標。圖2為1990—2025年鋰離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)能(neng)量密度發展路線圖。為了(le)滿足市場的需求,提高電(dian)(dian)(dian)池(chi)的性能(neng)與安(an)全性,縮短新體系研(yan)發周期,開展鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)失效分(fen)析是(shi)十(shi)分(fen)必要的。

　　圖2 1990—2025年鋰離子電池(chi)能(neng)量密度(du)發展路線

　　雖然產(chan)品的誕生伴隨著失效(xiao)，但失效(xiao)為人們所(suo)認知(zhi)是從失效(xiao)現(xian)(xian)象開(kai)始，所(suo)以失效(xiao)分析工(gong)作要始于失效(xiao)現(xian)(xian)象。

　　首先應從(cong)鋰(li)(li)電池(chi)失效(xiao)現(xian)象著手，鋰(li)(li)電池(chi)失效(xiao)現(xian)象是(shi)鋰(li)(li)電池(chi)失效(xiao)分析的第一(yi)步, 是(shi)最直接最重(zhong)要的失效(xiao)信息(xi)之(zhi)一(yi)。

　　若沒(mei)有充分(fen)(fen)掌握和分(fen)(fen)析鋰(li)電(dian)池(chi)失效的信息,則不(bu)(bu)能(neng)準(zhun)確獲取鋰(li)電(dian)池(chi)失效的根本原(yuan)因,因而不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)能(neng)提供建設(she)性建議或可靠性評估。

　　失(shi)(shi)效現(xian)象(xiang)分為顯(xian)(xian)性(xing)和隱(yin)性(xing)兩部分。顯(xian)(xian)性(xing)指的(de)(de)是直(zhi)接可觀測(ce)的(de)(de)表(biao)(biao)現(xian)和特征(zheng),例如失(shi)(shi)效現(xian)場出現(xian)并可通(tong)(tong)過粗視(shi)分析觀察到的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)結構破(po)碎和形變,包括(kuo)起火燃燒、發熱、鼓脹(產(chan)氣)、變形、漏(lou)(lou)液(ye)、封(feng)裝材(cai)(cai)料破(po)損及(ji)畸(ji)變、封(feng)裝材(cai)(cai)料毛(mao)刺、虛焊或漏(lou)(lou)焊、塑料材(cai)(cai)質熔化變形等(deng)。隱(yin)性(xing)指的(de)(de)是不能直(zhi)接觀測(ce)而需要通(tong)(tong)過拆解(jie)、分析后得到的(de)(de)或者是模擬(ni)實驗(yan)中(zhong)所展現(xian)的(de)(de)表(biao)(biao)現(xian)和特征(zheng),例如通(tong)(tong)過實驗(yan)室拆解(jie)檢測(ce)到的(de)(de)微觀失(shi)(shi)效,以及(ji)模擬(ni)電(dian)池中(zhong)電(dian)學信息等(deng)。

　　鋰電(dian)(dian)池失效(xiao)過程(cheng)中常(chang)(chang)有的(de)隱(yin)性(xing)(xing)失效(xiao)現象有正負極內短路(lu)、析鋰、極片掉粉、隔膜(mo)老(lao)化、隔膜(mo)阻(zu)塞、隔膜(mo)刺(ci)穿、電(dian)(dian)解(jie)液干涸(he)、電(dian)(dian)解(jie)液變性(xing)(xing)失效(xiao)、負極溶解(jie)、過渡金屬析出(含析銅)、極片毛刺(ci)、卷繞(或疊片)異常(chang)(chang)、容量跳水、電(dian)(dian)壓(ya)異常(chang)(chang)、電(dian)(dian)阻(zu)過高(gao)、循環(huan)壽命(ming)異常(chang)(chang)、高(gao)/低溫(wen)性(xing)(xing)能異常(chang)(chang)等。

　　失(shi)效(xiao)(xiao)現象的(de)范(fan)圍(wei)常常會與失(shi)效(xiao)(xiao)模式(shi)的(de)范(fan)圍(wei)有(you)交集(ji),失(shi)效(xiao)(xiao)現象更偏向對(dui)(dui)現象的(de)直接描述, 屬于對(dui)(dui)失(shi)效(xiao)(xiao)過程的(de)信息(xi)收集(ji)和(he)(he)描述;失(shi)效(xiao)(xiao)模式(shi)一般理解為失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)性質和(he)(he)類(lei)型(xing),是(shi)(shi)對(dui)(dui)失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)歸(gui)類(lei)和(he)(he)劃分。鋰(li)電池失(shi)效(xiao)(xiao)現象是(shi)(shi)電池失(shi)效(xiao)(xiao)表(biao)現的(de)大(da)集(ji)群,對(dui)(dui)其進行定義和(he)(he)分類(lei)是(shi)(shi)十(shi)分必要的(de)。

　　失(shi)(shi)效是(shi)失(shi)(shi)效原(yuan)(yuan)因的最終表現,也是(shi)失(shi)(shi)效原(yuan)(yuan)因在一定(ding)時間內疊加失(shi)(shi)效現象的結果。

　　失(shi)效(xiao)分(fen)析的重要任務(wu)之一(yi)是對失(shi)效(xiao)原因進(jin)行準(zhun)確判定。

　　常見(jian)的(de)鋰電(dian)(dian)池失(shi)效原因有活(huo)(huo)性(xing)物質的(de)結構(gou)變化(hua)(hua)、活(huo)(huo)性(xing)物質相變、活(huo)(huo)性(xing)顆粒(li)出(chu)現裂紋或破(po)碎、過渡金(jin)屬溶出(chu)、體積膨脹、固(gu)體電(dian)(dian)解質界面(SEI)過度生(sheng)長、SEI分解、鋰枝晶生(sheng)長、電(dian)(dian)解液(ye)(ye)分解 或失(shi)效、電(dian)(dian)解液(ye)(ye)不(bu)足、電(dian)(dian)解液(ye)(ye)添(tian)加劑的(de)失(shi)配、集流體腐蝕或溶解、導電(dian)(dian)劑失(shi)效、黏結劑失(shi)效、隔膜(mo)老化(hua)(hua)失(shi)效、隔膜(mo)孔隙阻塞、極片出(chu)現偏析、材料團聚、電(dian)(dian)芯設(she)計異常、電(dian)(dian)芯分容老化(hua)(hua)過程異常等。

　　圖3展示的是鋰電池內部失(shi)效情況。從鋰電池失(shi)效原因(yin)研究(jiu)內容(rong)可(ke)將其分為(wei)外因(yin)和內因(yin)。

　　其中外因(yin)包括撞(zhuang)擊、針刺、腐(fu)蝕、高溫燃燒、人為(wei)破壞等外部因(yin)素;而(er)內因(yin)主要指的(de)是失(shi)效的(de)物(wu)理、化(hua)學變化(hua)本質, 研究尺度 可(ke)以追(zhui)溯到(dao)原子、分子尺度, 研究失(shi)效過程的(de)熱力(li)學、動(dong)力(li)學變化(hua)。

　　鋰電池(chi)的(de)失(shi)效(xiao)歸根結底是(shi)材(cai)料的(de)失(shi)效(xiao)。材(cai)料的(de)失(shi)效(xiao)主要(yao)指(zhi)的(de)是(shi)材(cai)料結構(gou)、性質、形(xing)貌等發生異常(chang)和材(cai)料間失(shi)配。

　　例如,正(zheng)極材(cai)料因局部Li+脫嵌速(su)率(lv)不一致(zhi)導致(zhi)材(cai)料所受應力不均而(er)產生的(de)顆粒破碎(sui),硅(gui)負(fu)極材(cai)料因充放電(dian)(dian)過(guo)程中發生體積(ji)膨脹收縮(suo)而(er)出現的(de)破碎(sui)粉(fen)化(hua),電(dian)(dian)解液(ye)受到濕度溫度的(de)影響(xiang)發生分解或變質,石墨負(fu)極與電(dian)(dian)解液(ye)中添加劑(ji)的(de)碳酸丙(bing)烯酯(PC)發生的(de)溶(rong)劑(ji)共嵌入(ru)問題(ti), N/P(負(fu)極片容量與正(zheng)極片容量的(de)比(bi)值)過(guo)小導致(zhi)的(de)析鋰。

　　鋰電(dian)池的失效原因(yin)并(bing)不總能與失效一一對(dui)應, 存(cun)在“一對(dui)多(duo)(duo)(duo)”、“多(duo)(duo)(duo)對(dui)一”和(he)“多(duo)(duo)(duo)對(dui)多(duo)(duo)(duo)” 的關系。

　　某一失效原因可(ke)能(neng)在(zai)時間跨度(du)中(zhong)有不(bu)同的表(biao)現, 例如充(chong)放電(dian)制度(du)異常(chang)導(dao)致大電(dian)流充(chong)放電(dian),最開始可(ke)能(neng)會表(biao)現出(chu)極(ji)化較大,中(zhong)間階段會因鋰(li)枝晶(jing)的析出(chu)導(dao)致內短路, 隨(sui)后伴隨(sui)著鋰(li)枝晶(jing)的分(fen)解與(yu)再生, 最后可(ke)能(neng)會出(chu)現熱失控。

　　某一失(shi)效原因(yin)(yin)可(ke)能會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)多種截(jie)然不同的(de)(de)失(shi)效, 例(li)如局部(bu)過渡金(jin)屬的(de)(de)析出,可(ke)能會(hui)產生(sheng)氣體, 形成鼓脹(zhang)的(de)(de)失(shi)效表(biao)現(xian),但(dan)也可(ke)能因(yin)(yin)為內短路形成局部(bu)發(fa)(fa)熱(re), 進而導致隔膜收縮(suo),引起大面積的(de)(de)熱(re)失(shi)控。

　　某一個失效(xiao)(xiao)現象可能對應著(zhu)多(duo)種失效(xiao)(xiao)原因,例如容量衰減究其(qi)失效(xiao)(xiao)機理有材(cai)料(liao)結構變化(hua)、微結構破壞、材(cai)料(liao)間(jian)接觸失效(xiao)(xiao)、電(dian)解(jie)液失效(xiao)(xiao)或分解(jie)、導電(dian)添(tian)加劑失效(xiao)(xiao)等。

　　圖3 鋰電(dian)池內部失效(xiao)情(qing)況

　　失效(xiao)分析分為(wei)兩個方向: 其一(yi)為(wei)基于鋰電池失效(xiao)的(de)(de)(de)診斷分析, 是(shi)以(yi)失效(xiao)為(wei)出(chu)發(fa)點(dian), 追溯(su)到(dao)電池材料的(de)(de)(de)失效(xiao)機(ji)理, 以(yi)達(da)到(dao)分析失效(xiao)原因(yin)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de); 其二為(wei)基于累(lei)積失效(xiao)原因(yin)數據庫的(de)(de)(de)機(ji)理探索分析, 是(shi)以(yi)設計(ji)材料的(de)(de)(de)失效(xiao)點(dian)為(wei)出(chu)發(fa)點(dian), 探究鋰電池失效(xiao)發(fa)生(sheng)過程的(de)(de)(de)各類(lei)影(ying)響因(yin)素, 以(yi)達(da)到(dao)預防(fang)為(wei)主的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

　　鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的診斷分析以(yi)鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)失效(xiao)(xiao)為出發點,根據(ju)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的失效(xiao)(xiao)表現, 對電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)進行電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)外(wai)觀檢測、電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)無(wu)損(sun)(sun)檢測、電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)有損(sun)(sun)檢測以(yi)及綜(zong)合分析。面對實際案(an)例時,需要根據(ju)不同(tong)情況對分析流(liu)程(cheng)及***進行調整(zheng)和(he)優化。

　　以容(rong)量衰減電池失效分(fen)析(xi)為(wei)例(如圖4所示(shi)),結合失效表(biao)現和使用條件細(xi)化失效行為(wei),并提供相應(ying)分(fen)析(xi)側重點。如正常循環衰減,則后期分(fen)析(xi)注重于材料結構變(bian)化、SEI過度生長(chang)以及析(xi)鋰等(deng)因(yin)素。

　　通(tong)過對失效電(dian)池外(wai)觀檢(jian)(jian)查, 確定是否存在外(wai)部(bu)結構變化(hua)(hua)或電(dian)解液外(wai)漏等(deng)因(yin)素(su).無(wu)損檢(jian)(jian)測主要包括微(wei)米X射線斷(duan)面(mian)掃描(XCT)和全電(dian)池電(dian)化(hua)(hua)學(xue)測試。通(tong)過無(wu)損檢(jian)(jian)測分(fen)析(xi)(xi)的結論(lun),進(jin)一步確認內部(bu)結構變化(hua)(hua)情況、量(liang)化(hua)(hua)失效行為(wei)、選擇***、調(diao)整分(fen)析(xi)(xi)流程。

　　例如,對(dui)比(bi)圖5中某款 LiFePO4/C失效(xiao)電池(chi)和新鮮電池(chi)全電池(chi)充放(fang)電曲(qu)線分析顯示放(fang)電容量(liang)衰(shuai)減21%, 進(jin)一(yi)(yi)步對(dui)充放(fang)電曲(qu)線處(chu)理得到容量(liang)增(zeng)量(liang)(IC)曲(qu)線, 根據曲(qu)線峰(feng)位(wei)整(zheng)體向高電位(wei)移動,表明(ming)存在材料結(jie)構變化引(yin)起(qi)鋰脫嵌難度增(zeng)加,結(jie)合(he)3.27V和3.32V處(chu)更為明(ming)顯的峰(feng)強變化,表明(ming)該電池(chi)容量(liang)衰(shuai)減主要是由于活(huo)性鋰源損失及活(huo)性材料結(jie)構破壞,并且進(jin)一(yi)(yi)步佐證了(le)分析側(ce)重點(dian)。

　　所謂電池有損檢測是指(zhi)通過電池拆解、極片 觀察及材料(liao)測試(shi)分析(xi)來(lai)確定正負(fu)極片、活性材料(liao)以及隔膜(mo)等因素在(zai)電池失效中的作用。

　　其中(zhong)材(cai)料的(de)測(ce)試分析則以物化性(xing)能(neng)和(he)電化學(xue)性(xing)能(neng)測(ce)試為主.例如對上述LiFePO4/C失效電池極(ji)片進行掃描電子顯微鏡(SEM)形貌測(ce)試結(jie)果顯示正(zheng)極(ji)材(cai)料有明顯的(de)結(jie)構破(po)壞(huai),X射線衍射(XRD)結(jie)構譜圖中(zhong)18.5?和(he)31?峰(feng)強的(de)增加揭示了Fex(POy)相的(de)增加,即正(zheng)極(ji)材(cai)料存在(zai)相變現象(如圖6所示)。

　　對極(ji)(ji)片(pian)表面(mian)進行X射(she)線光電(dian)子能譜(XPS)分(fen)析,以及對極(ji)(ji)片(pian)進行半電(dian)池(chi)測試則能夠定性和(he)(he)定量(liang)分(fen)析極(ji)(ji)片(pian)表面(mian)SEI和(he)(he)容量(liang)損失。

　　最(zui)后(hou)總結得出定性或定量(liang)的失(shi)效(xiao)原因,并提供分析(xi)報告。鋰電池失(shi)效(xiao)機理研究是通過(guo)大量(liang)基礎科研,以及構建(jian)合理模型和驗證(zheng)實驗, 準確模擬分析(xi)電池內部復雜的物(wu)理化學反應過(guo)程(cheng), 找(zhao)出電池失(shi)效(xiao)的本質原因,構建(jian)失(shi)效(xiao)原因數據(ju)庫。電池機理分析(xi)可能會(hui)從不同(tong)角度去開展,包括設(she)計材料角度和設(she)計失(shi)效(xiao)角度。

　　圖4 某款電池容量衰減(jian)失效分析流(liu)程(cheng)

　　圖(tu)5 某款LiFePO4/C失效(xiao)電(dian)(dian)池和新鮮電(dian)(dian)池全電(dian)(dian)池(a)充放(fang)電(dian)(dian)曲線(xian)(xian)(xian)及(b)對應放(fang)電(dian)(dian)曲線(xian)(xian)(xian)的IC曲線(xian)(xian)(xian)

　　圖(tu)6 某款LiFePO4/C失效電(dian)池(chi)和新鮮電(dian)池(chi)極(ji)片 (a) SEM 照(zhao)片; (b)XRD譜圖(tu)

　　以材料體系(xi)為出(chu)發點,設(she)計不同的變量分(fen)別(bie)對電池或材料的失效(xiao)機(ji)理進行研(yan)究(jiu)(如圖(tu)7所示)。

　　其中,以材料(liao)體系(xi)為出發點(dian)的(de)機(ji)理分析工(gong)作常以基(ji)礎(chu)科研的(de)形式進行,此(ci)類工(gong)作在科研院校中居多。需明確實驗目的(de),如“對比(bi)研究(jiu)(jiu)某材料(liao)體系(xi)常 溫下高倍率充放電的(de)容(rong)量(liang)衰減機(ji)理”,“研究(jiu)(jiu)某款電解液添加劑(ji)對電池高溫循環性能的(de)影響”等(deng)。

　　設(she)計實驗流程,并(bing)通過制備電(dian)池(chi)(chi),模(mo)擬(ni)電(dian)池(chi)(chi)使用環境或使用條件以達(da)到預期失效(xiao)的目的。對失效(xiao)電(dian)池(chi)(chi)進(jin)行逆向(xiang)解析, 結合材(cai)料體系分析電(dian)池(chi)(chi)失效(xiao)機(ji)理。

　　圖7 鋰電池失(shi)效機理(li)研究流程示意(yi)圖

　　除了失效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)析(xi)流(liu)程的設計外,鋰電池失效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)析(xi)主要(yao)步驟還包括失效(xiao)(xiao)(xiao)信息采集、失效(xiao)(xiao)(xiao)機(ji)理研究、測試分(fen)析(xi)手段等內容。

　　采集鋰電池的(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)信息,包(bao)括直(zhi)接失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)現(xian)(xian)象(xiang)、使用(yong)環境、使用(yong)條(tiao)件等內(nei)容。雖然失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分析(xi)(xi)工作內(nei)容主要包(bao)括明確分析(xi)(xi)對象(xiang)、收集失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)信息、確定(ding)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式、研究失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)機理、判定(ding)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原(yuan)因、提出預防措施. 但失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分析(xi)(xi)不應局限于以(yi)(yi)找出產品失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)本(ben)質(zhi)原(yuan)因為目的(de),應引發到對技術管(guan)理方法、標準化規范、失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)現(xian)(xian)象(xiang)深層次機理的(de)思(si)考, 以(yi)(yi)及(ji)融入大(da)數據和仿(fang)真(zhen)模(mo)擬等新思(si)維。

　　失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析的(de)最終(zhong)目(mu)的(de)是確(que)定準確(que)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式,定量分(fen)(fen)析準確(que)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原(yuan)(yuan)因,尤其(qi)是理(li)清(qing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)機理(li),積累(lei)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析數(shu)據庫,完成“失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)現象-失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo) 式-失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原(yuan)(yuan)因-改(gai)進措施-模(mo)擬實(shi)驗”完整數(shu)據鏈以(yi)及“原(yuan)(yuan)始(shi)材(cai)料-制備工藝-使用環境-梯(ti)度利用及拆解回收”全壽命周期的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)研究。現階段,正在構建“鋰電池失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)數(shu)據庫”。

　　未來,鋰電池失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)將實現電子化和智能化,通過采集失(shi)效(xiao)現象,結(jie)合(he)“鋰電池失(shi)效(xiao)數據庫”,給出失(shi)效(xiao)機理初(chu)步(bu)預測(ce)以及合(he)理、高效(xiao)的(de)測(ce)試(shi)分(fen)析(xi)流程. 在此過程中(zhong),還需要(yao)解決很(hen)多困難(nan)(nan),例(li)如: 優化失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)流程、提供測(ce)試(shi)分(fen)析(xi)技術、攻克測(ce)試(shi)技術難(nan)(nan)點、規范(fan)測(ce)試(shi)分(fen)析(xi)方(fang)法等(deng)。

　　2 失效分析難點

　　鋰(li)電池失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)原(yuan)因(yin)與(yu)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)之間并(bing)不是簡單的(de)“一對(dui)一”模式, 還有“ 一對(dui)多”、“多對(dui)一”、“多對(dui)多”等(deng)多維關系。此外,引(yin)起鋰(li)電池失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)原(yuan)因(yin)分為內因(yin)和(he)外因(yin),可以是來自組成材料本身的(de)結構、物(wu)化性(xing)質的(de)變化,也可以是設(she)計制造、使(shi)用環境、時間跨度等(deng)復雜因(yin)素。因(yin)此, 鋰(li)電池的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)原(yuan)因(yin)和(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)之間的(de)構效(xiao)(xiao)(xiao)關系十分復雜(如圖8所(suo)示(shi))。

　　例(li)如,正(zheng)/負極材(cai)料(liao)的結構變化或破壞,都(dou)會產生(sheng)容量(liang)上的衰減、倍率性能(neng)下降、內(nei)阻增(zeng)大(da)等(deng)問題; 隔(ge)膜老化、刺穿是(shi)電(dian)池(chi)內(nei)短路的重要因(yin)素; 電(dian)池(chi)的設計,極片涂布、滾壓、卷繞等(deng)過程都(dou)直接與(yu)電(dian)池(chi)容量(liang)及倍率性能(neng)的發(fa)揮密切相關;高溫環境會導致(zhi)電(dian)池(chi)電(dian)解(jie)液發(fa)生(sheng)分解(jie)變質(zhi),也會引起容量(liang)衰減、內(nei)阻增(zeng)大(da)、產氣等(deng)問題。

　　故想用(yong)單一失效原(yuan)因去描述并剖析失效是不(bu)正(zheng)確的(de), 且需(xu)要用(yong)定量角度(du)剖析多種失效原(yuan)因在某一階段的(de)影響權重和主次關系, 才能(neng)對(dui)(dui)失效電池進行(xing)準確的(de)評(ping)估, 并針對(dui)(dui)性(xing)地提(ti)出合理的(de)措施。

　　圖(tu)8 鋰電池使用條件、失效(xiao)原因及失效(xiao)現(xian)象的關系圖(tu)

　　鋰電(dian)池本(ben)身就是屬于現代(dai)控制(zhi)論中(zhong)的灰箱(灰色(se)系(xi)統), 即對(dui)其(qi)內部(bu)物(wu)理(li)、化學變化機理(li)及熱(re)力學與動力學過程不是完全(quan)了解。

　　眾所周知, 鋰電(dian)池主要由正極材料(liao)、負極材料(liao)、隔膜(mo)、電(dian)解質、溶劑、導(dao)電(dian)劑、黏結(jie)劑、集流(liu)體、極耳等組 成(cheng).電(dian)池制備流(liu)程包(bao)含前(qian)段、中(zhong)段、末段三部(bu)分, 包(bao)括打漿、涂布(bu)、烘干、輥壓、分條、配片、模(mo)切或卷繞、入殼、極耳焊接、注液、封口焊接、化成(cheng)分容等步(bu)驟。

　　圖9展示(shi)了(le)鋰電池常(chang)見的(de)制備過程(cheng)(cheng)，圖中描述了(le)各個生產過程(cheng)(cheng)中存在的(de)影響電池使用(yong)性能的(de)因素

　　但各(ge)個關鍵材料之間并(bing)不是獨立存(cun)在的, 各(ge)個制備步驟也不是獨立存(cun)在, 它們(men)之間是相(xiang)互關聯、相(xiang)互影響的,且會(hui)因應用領域的改變(bian)而發生較大(da)變(bian)化。

　　圖(tu)10表示電(dian)池(chi)材料性(xing)質與(yu)性(xing)能的關系.目前常(chang)見的鋰電(dian)池(chi)正極材料有LiCoO2,LiFePO4,LiMn2O4,Li2MnO3-LiMO2,LiNixCoyAl1?x?yO2, LiNixCoyMn1?x?yO2, LiNi0.5Mn1.5O4等。

　　常見(jian)的鋰電池負(fu)極材料有天然石墨、人造石墨、中間相碳微球MCMB、Li4Ti5O12、軟碳、硬碳、硅(gui)負(fu)極、SiOx-C負(fu)極、金屬(shu)鋰、復合金屬(shu)鋰等。

　　根據不同(tong)的使(shi)用(yong)環境和(he)要求, 選擇不同(tong)的正負極體系(xi), 配以適當的電解液體系(xi)及其他輔助(zhu)材料(liao),在合(he)適的制(zhi)備流(liu)程下(xia),做成滿足使(shi)用(yong)需求的各類形式鋰(li)電池。

　　合(he)格的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)會應用到各(ge)行(xing)各(ge)業(ye),尤其(qi)在(zai)電(dian)動(dong)汽車(che)、船舶、航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)等(deng)領域(yu)。從(cong)材(cai)料制備到產品使用的(de)過(guo)程(cheng)充滿著可(ke)變性(xing)、復雜性(xing), 因(yin)此,對(dui)鋰(li)電(dian)池(chi)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)分析不能(neng)(neng)僅局(ju)限(xian)于電(dian)池(chi)關鍵材(cai)料的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao),同(tong)時(shi)要對(dui)材(cai)料結構、合(he)成(cheng)加工(gong)、性(xing)能(neng)(neng)設計、制造流程(cheng)、服役情況、失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)表現等(deng)進行(xing)綜合(he)考慮(lv)。

　　圖9 鋰電(dian)池常見(jian)制備過(guo)程設計的影響因素(su)

　　圖10 電池材(cai)料性(xing)質和電池性(xing)能的關(guan)系

　　圖11 常(chang)見測試分析(xi)設備的樣(yang)品轉(zhuan)移盒

　　除了上述難(nan)點之(zhi)外,還(huan)存(cun)在一些技(ji)(ji)(ji)術(shu)難(nan)點,包括(kuo)對鋰電池材料失(shi)效(xiao)的(de)分析(xi)需要使(shi)用到樣品收集/篩選技(ji)(ji)(ji)術(shu)、樣品轉移技(ji)(ji)(ji)術(shu)、合理準(zhun)確(que)的(de)表征(zheng)分析(xi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)。

　　在對(dui)樣品進(jin)行收集和篩選(xuan)之前,對(dui)不(bu)同(tong)規(gui)格的電芯進(jin)行合理有效(xiao)的拆解十分重要(yao).。

　　現階段多為手動拆(chai)解或半自動化拆(chai)解, 拆(chai)解過程(cheng)中存在(zai)短路、破(po)壞(huai)關鍵(jian)材料(liao)等隱患。

　　電(dian)池內產氣(qi)(qi)和電(dian)解(jie)液的收(shou)集仍然存(cun)在一定困難, 尤其在產氣(qi)(qi)收(shou)集過(guo)(guo)程中容易引入雜(za)質氣(qi)(qi)體,剩余(yu)電(dian)解(jie)液量過(guo)(guo)少導致不易收(shou)集以及(ji)測試(shi)困難。

　　絕大多(duo)數鋰電池材料對(dui)(dui)空氣敏感, 尤其對(dui)(dui)空氣中的(de)水分和氧分.這(zhe)也對(dui)(dui)樣品的(de)轉移技術提出了一些要求。

　　中國科學院物理研究(jiu)所失(shi)效分(fen)析團(tuan)隊多年來從事相關研究(jiu)工作,努力發(fa)展的(de)全(quan)自動電池拆解儀器目前(qian)處于試用階(jie)段,發(fa)展了針對不同型(xing)號電池的(de)氣體(ti)收集裝置(zhi),以(yi)及發(fa)展了常規(gui)測試設備的(de)氣氛保(bao)護(hu)殼或樣品轉移盒(he)(如圖11所示)以(yi)實現樣品轉移和測試過程中的(de)惰性氣氛保(bao)護(hu)。

　　圖12展示了鋰電池(chi)內部各類失效(xiao)常規(gui)的(de)表(biao)征分析技術,分別從電極和(he)材料(liao)兩個(ge)角度講解了電極表(biao)面覆蓋膜、顆粒表(biao)面覆蓋膜、材料(liao)孔隙堵塞、材料(liao)接觸失效(xiao)、顆粒破碎、過渡金屬溶出與遷移等失效(xiao)的(de)表(biao)征技術。

　　而在(zai)更(geng)為微(wei)觀的原(yuan)子(zi)層(ceng)面的材料失效(xiao)表(biao)征(zheng),以及三維成像表(biao)征(zheng)方(fang)面仍(reng)然存在(zai)不足。因此,一些(xie)原(yuan)位實驗(yan)技術(shu)、同步輻射技術(shu)、中(zhong)子(zi)衍射技術(shu)、重構成像技術(shu)、納米CT、球差電鏡(jing)等也被引(yin)入到鋰電池失效(xiao)分析中(zhong), 揭(jie)示了更(geng)深層(ceng)次的失效(xiao)機理。

　　但失效分(fen)析并(bing)不(bu)是(shi)以高(gao)端表征分(fen)析手段為噱頭,而(er)是(shi)根據失效問題進(jin)行嚴格、完備的邏(luo)輯(ji)分(fen)析后, 制定合適的分(fen)析流(liu)程,采用必(bi)要的表征分(fen)析手段。

　　圖12 常見電池內(nei)部(bu)失效點(dian)的表征分析技術

　　3 規范測試分析方法

　　不同(tong)的(de)(de)(de)分(fen)析小組(zu)采(cai)用同(tong)樣的(de)(de)(de)測試分(fen)析技術,實(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)會有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)差異(yi),即使是(shi)同(tong)一(yi)(yi)分(fen)析小組(zu)在后期重復性實(shi)(shi)驗中,得到的(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)也(ye)會存在差異(yi)。

　　失效(xiao)分(fen)(fen)析最終目的(de)是提(ti)出關鍵性(xing)解決(jue)措施(shi), 實(shi)驗結果的(de)差異會讓解決(jue)措施(shi)差之毫厘謬(miu)以千(qian)里。這些 問題并不局(ju)限在(zai)鋰電池(chi)失效(xiao)分(fen)(fen)析中, 而(er)廣泛(fan)存在(zai)于機械工(gong)(gong)程、汽車工(gong)(gong)程、航空工(gong)(gong)程等其他領域的(de)失效(xiao)分(fen)(fen)析中。

　　因此(ci), 標準化(hua)分(fen)析流(liu)程成為了(le)必(bi)然(ran)的趨勢(shi)。除了(le)常(chang)規的材(cai)(cai)料(liao)物化(hua)分(fen)析技術之(zhi)外, 材(cai)(cai)料(liao)預處理、轉移環境以及數據分(fen)析的規范(fan)化(hua), 對(dui)準確分(fen)析材(cai)(cai)料(liao)、認清失效(xiao)機(ji)理都是(shi)必(bi)要的。

　　例(li)如,測試樣品的(de)(de)預(yu)處理會(hui)影(ying)響檢測結果準確性, 樣品的(de)(de)氣(qi)氛(fen)保護、電解液(ye)/氣(qi)體的(de)(de)收(shou)集(ji)環境、電極材料混合物的(de)(de)分(fen)離(li)均與測試結果和分(fen)析結論息(xi)息(xi)相關。

　　現(xian)階段,不同廠家的(de)材料(liao)體系、電池(chi)型(xing)號、制備方法和(he)流程都存在一定(ding)的(de)差異,其電化學(xue)性能(neng)、物化性能(neng)及(ji)安全(quan)性能(neng)都受(shou)到直接(jie)影響,這給失效分(fen)析帶來了更多的(de)變量和(he)不確(que)定(ding)性。

　　現(xian)行的(de)(de)鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池測(ce)試標(biao)準多針對電(dian)(dian)池單(dan)體(ti)或電(dian)(dian)池包等產(chan)品的(de)(de)安(an)全(quan)性及(ji)電(dian)(dian)性能的(de)(de)測(ce)試,如IEC 61960, JIS-C-8711主(zhu)要側重于鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)性能測(ce)試; IEC 62133, UL2054, UL1642 和JISC-8714等標(biao)準主(zhu)要側重于電(dian)(dian)池產(chan)品的(de)(de)安(an)全(quan)性能的(de)(de)測(ce)試標(biao)準。

　　國內(nei)現行多款測(ce)試分析標準,多數以材料(liao)為(wei)出發(fa)點,涉及(ji)材料(liao)性能(neng)和含量的測(ce)定(ding)方法, 如表1所列。此外, 針對電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組和電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包的 GB/T 31467《電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車(che)用鋰離(li)(li)子(zi)動(dong)力蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包和系統》, 以及(ji)針對單體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)制定(ding)的GB/T 18287《移動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)話用鋰離(li)(li)子(zi)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)及(ji)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組總規范》包含了部分安全檢測(ce)和性能(neng)指(zhi)標。

　　表1 國(guo)內現(xian)行鋰電池相關標(biao)準

　　4 研究進展及發展方向

　　20世紀70年(nian)代鋰電(dian)池(chi)出現,并因其(qi)安(an)全性能(neng)得不到保(bao)障而出現發展嚴重(zhong)滯后.直(zhi)到1991年(nian), 鋰離子電(dian)池(chi)成功商業化激發了世界各國(guo)對鋰電(dian)池(chi)儲能(neng)技術的(de)興(xing)趣,然而保(bao)障和提升其(qi)使用(yong)性能(neng)和安(an)全性能(neng)一(yi)直(zhi)是人們關注的(de)重(zhong)點。

　　在其(qi)產業(ye)化(hua)發展的(de)過(guo)程中,人們不斷(duan)地意(yi)識到對鋰電(dian)(dian)池失(shi)(shi)效(xiao)分析在產品前(qian)期(qi)的(de)研(yan)發優化(hua),中期(qi)電(dian)(dian)芯制造與規模化(hua)生產,后期(qi)電(dian)(dian)池使用性能(neng)與安全性失(shi)(shi)效(xiao)的(de)預測和(he)評估,甚至在仲裁失(shi)(shi)效(xiao)事故等方面具(ju)有重要的(de)現實意(yi)義。

　　現(xian)階段,從(cong)(cong)事鋰電(dian)池失效(xiao)分析的專業(ye)機構不多,尤其(qi)是專業(ye)從(cong)(cong)事鋰電(dian)池診斷分析的機構更是少之又(you)少。

　　其中美國阿貢(gong)國家實驗室早在20世紀末便(bian)建(jian)立了(le)電化學分析與診(zhen)斷部門, 開展研發新型先進電池(chi)和儲能技術,以及全方位的(de)電池(chi)研究和診(zhen)斷工作。

　　日本東麗(li)早(zao)在(zai)1979年就開展了對鋰電池分析(xi)(xi)表(biao)征技術(shu)的研發(fa),隨后以特性(xing)分析(xi)(xi)和(he)劣化(hua)解析(xi)(xi)技術(shu)為主要發(fa)展方向, 現已能(neng)提供電池失效分析(xi)(xi)標準化(hua)商業服務。此外還有布魯克海文國家實驗室, 日本東洋(Toyo)、索尼(Sony)、湯淺(qian)(Yuasa)、松下(xia)(Panasonic), 韓國三(san)星SDI(Samsung SDI)、LG化(hua)學(xue)(LG-Chem)等(deng)機構也在(zai)從事類(lei)似(si)工作。

　　相對于(yu)國外長時間(jian)的(de)積累和發(fa)展(zhan)(zhan), 國內在(zai)失效分(fen)析(xi)領(ling)域的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)還處于(yu)摸索階(jie)段.在(zai)該階(jie)段,涌(yong)現了一些優秀的(de)研究團(tuan)隊.其中,中國科學院(yuan)物理研究所鋰離(li)子電(dian)池失效分(fen)析(xi)團(tuan)隊最早系統地開(kai)展(zhan)(zhan)了鋰離(li)子電(dian)池失效分(fen)析(xi)研究工作。

　　在(zai)中國科學院先(xian)導A類項目資助(zhu)下, 依(yi)托物理(li)研(yan)究(jiu)所(suo)多年累(lei)積(ji)的鋰離(li)(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)研(yan)究(jiu),搭建(jian)(jian)了互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通惰性(xing)氣(qi)(qi)氛(fen)電(dian)(dian)(dian)池(chi)綜(zong)合分析平(ping)臺(tai),圖13展(zhan)示的是中國科學院物理(li)研(yan)究(jiu)所(suo)互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通惰性(xing)氣(qi)(qi)氛(fen)綜(zong)合分析平(ping)臺(tai)CAFFES,為(wei)國內外(wai)優秀電(dian)(dian)(dian)池(chi)企(qi)業(ye)提供診斷分析服務,與科研(yan)院校及材料企(qi)業(ye)合作(zuo)開展(zhan)商業(ye)電(dian)(dian)(dian)池(chi)和(he)先(xian)進(jin)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的失(shi)效(xiao)(xiao)機理(li)研(yan)究(jiu),以及失(shi)效(xiao)(xiao)分析方(fang)法的研(yan)究(jiu),力求(qiu)建(jian)(jian)立與完善(shan)鋰離(li)(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)失(shi)效(xiao)(xiao)故障樹和(he)失(shi)效(xiao)(xiao)分析流程,完善(shan)鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)整(zheng)體失(shi)效(xiao)(xiao)分析體系。

　　圖13 中國科學院物(wu)理研究所互(hu)聯互(hu)通(tong)惰性氣氛綜合(he)分(fen)析平臺

　　圖14 (a)原(yuan)位透射(she)X射(she)線成(cheng)像技(ji)術(shu)、(b)原(yuan)位高頻X射(she)線斷層掃描(miao)儀結合熱成(cheng)像技(ji)術(shu)以(yi)及(c)原(yuan)位透射(she)電子顯微鏡技(ji)術(shu)在 鋰電池測試分析中的應用(yong)

　　鋰電池(chi)的機理(li)分析主要在(zai)高校和(he)研究所開展,其從基(ji)礎科學(xue)的角度,對鋰電池(chi)失效問題進行分析研究,在(zai)測試分析技術方(fang)面(mian)有著(zhu)豐富的經驗。

　　大量的先進測試(shi)表(biao)征技術應用(yong)到鋰電池的測試(shi)分(fen)析(xi)中, 如中子衍射、納米CT、球(qiu)差(cha)電鏡以及原位檢測技術等,這為更加(jia)精準地分(fen)析(xi)材(cai)料(liao)層面的失(shi)效(xiao)機(ji)理提供了支持。

　　如圖14所示, Xu等(deng)采(cai)用原(yuan)位透射X射線成(cheng)(cheng)像技(ji)術深層次(ci)地(di)(di)研究(jiu)(jiu)了(le)軟包電池中(zhong)LiCoO2材(cai)料(liao)的(de)形貌(mao)結(jie)構失效(xiao)與化學(xue)(xue)元素(su)分布之(zhi)間的(de)變化關(guan)系以及相(xiang)關(guan)的(de)失效(xiao)機理; Finegan等(deng)采(cai)用原(yuan)位高 頻X射線斷層掃描(miao)儀(yi)結(jie)合熱(re)(re)成(cheng)(cheng)像技(ji)術,“原(yuan)位”可(ke)視化地(di)(di)研究(jiu)(jiu)了(le)兩款商業電池在不(bu)同條件引(yin)起的(de)熱(re)(re)失控過程(cheng)(cheng)中(zhong)內部結(jie)構和熱(re)(re)動力學(xue)(xue)的(de)變化,為研究(jiu)(jiu)和預測熱(re)(re)量生成(cheng)(cheng)和消散的(de)關(guan)鍵因素(su)提供了(le)技(ji)術支(zhi)持; 中(zhong)國科學(xue)(xue)院物(wu)理研究(jiu)(jiu)所Gong等(deng)在球差(cha)透射電子顯微鏡的(de)基礎上,發展了(le)原(yuan)位技(ji)術,從(cong)納米層級實(shi)時觀測和分析電池材(cai)料(liao)脫(tuo)嵌鋰(li)過程(cheng)(cheng),對電池材(cai)料(liao)的(de)失效(xiao)機理研究(jiu)(jiu)提供了(le)重要的(de)技(ji)術保障。

　　電(dian)池(chi)企業(ye)及材(cai)料企業(ye)各自開展(zhan)鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)失效分析的研(yan)究,但多(duo)偏重于電(dian)池(chi)制造工(gong)藝和材(cai)料的研(yan)發制備,以提(ti)高電(dian)池(chi)性能、降低電(dian)池(chi)成本為直接(jie)目標,多(duo)采(cai)用(yong)大量正向(xiang)驗證實驗, 并累積了(le)豐富(fu)的經驗和方法,但在逆向(xiang)解析和精準分析方面存在經驗和技術仍有欠缺的問題。

　　出于(yu)效(xiao)率和(he)效(xiao)益的角(jiao)度考慮, 相關(guan)企業更希望在現(xian)有(you)常規測(ce)試技(ji)術(shu)的基礎上發展具有(you)高(gao)效(xiao)性、準確性和(he)普適性的失效(xiao)分析方法, 這(zhe)對設計測(ce)試分析流程提出了更高(gao)的要求。

　　5 總結與展望

　　中國失效(xiao)(xiao)分(fen)析已在(zai)機械領(ling)域(yu)和航空領(ling)域(yu)得到系(xi)統性的發展(zhan), 而在(zai)鋰電(dian)池領(ling)域(yu)還未得到系(xi)統的研(yan)究(jiu).本(ben)文對鋰電(dian)池失效(xiao)(xiao)分(fen)析的定義、失效(xiao)(xiao)表現、失效(xiao)(xiao)原因、分(fen)析內容、分(fen)析流程(cheng)等進行了簡述。

　　未來失(shi)(shi)效分(fen)(fen)析(xi)將可能(neng)從以下幾個方面進(jin)(jin)行：首先(xian)是(shi)對(dui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)基礎(chu)問題(ti)的(de)(de)(de)研(yan)究工(gong)作(zuo), 這部分(fen)(fen)是(shi)失(shi)(shi)效分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)基礎(chu)， 需借用先(xian)進(jin)(jin)表征分(fen)(fen)析(xi)技(ji)術對(dui)材(cai)料、電(dian)(dian)(dian)芯的(de)(de)(de)結構、性質(zhi)以及(ji)反應規(gui)律進(jin)(jin)行探究; 其(qi)次是(shi)對(dui)不(bu)(bu)同體系(xi)(xi)、不(bu)(bu)同失(shi)(shi)效表現的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)測試分(fen)(fen)析(xi)技(ji)術進(jin)(jin)行規(gui)范化(hua)、標準化(hua)和模(mo)塊(kuai)化(hua),并在(zai)此(ci)基礎(chu)上(shang)建立高效、準確、普適(shi)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效分(fen)(fen)析(xi)流程,這部分(fen)(fen)是(shi)失(shi)(shi)效分(fen)(fen)析(xi)體系(xi)(xi)化(hua)的(de)(de)(de)必由之(zhi)(zhi)路; 再(zai)次是(shi)充分(fen)(fen)利用計算機(ji)模(mo)擬(ni)技(ji)術對(dui)影響鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)性能(neng)的(de)(de)(de)多因素(su)、多環節(jie)等(deng)(deng)模(mo)擬(ni)分(fen)(fen)析(xi),以縮短數據(ju)庫積(ji)累(lei)周期,考(kao)慮多因素(su)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用;最后是(shi)對(dui)失(shi)(shi)效分(fen)(fen)析(xi)方法和思路進(jin)(jin)行歸(gui)納(na)和模(mo)塊(kuai)化(hua),使之(zhi)(zhi)能(neng)對(dui)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)體系(xi)(xi)保持良好的(de)(de)(de)移(yi)植(zhi)性, 例如(ru)鈉(na)離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)、全固態(tai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)、鋰(li)硫電(dian)(dian)(dian)池(chi)、空氣電(dian)(dian)(dian)池(chi)等(deng)(deng)。