储能锂离子电池多层级失效机理及分析技术综述

王怡, 陈学兵, 王愿习, 郑杰允, 刘啸嵩, 李泓

Overview of multi-level failure mechanism and analysis technology of energy storage lithium ion battery

Yi WANG, Xuebing CHEN, Yuanxi WANG, Jieyun ZHENG, Xiaosong LIU, Hong LI

表1 电池中关键材料的主要失效形式及分析技术汇总

Table 1 Summary of main failure forms and analysis techniques of key materials in battery

材料 失效形式 分析技术 正/负极材料 结构失效（相变、颗粒开裂、剥离） X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)、拉曼光谱(Raman)、纳米-电子计算机断层扫描仪(Nano-computerized tomography, nano-CT)、中子衍射(Neutron diffraction, ND)、扩展X射线吸收精细谱(Extended X-ray absorption fine structure, EXAFS) 组成失效 电感耦合等离子体发射光谱仪(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)、X 射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、飞行时间-二次离子质谱(Time of flight secondary ion mass spectrometry, tof-SIMS)、软X射线吸收谱(Soft X-ray absorption spectroscopy, sXAS)、X射线能谱(Energy dispersive spectrometer, EDS)、X射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence, XRF) 表界面失效 XPS、tof-SIMS、俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy, AES)、EDS、红外光谱仪(Fourier transform infrared reflection, FTIR)、冷冻电镜(Cryo-Transmission electron microscope, cryo-TEM)、原子力显微镜(Atomic force microscope, AFM) 电解液 氧化/还原分解、组成变化 核磁共振(Nuclear magnetic resonance, NMR)、气相色谱质谱联用仪(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)、液相色谱质谱联用(Liquid chromatograph-mass spectrometer, LC-MS)、离子色谱(Ion chromatography, IC) 隔离膜 氧化、堵孔、刺穿等 EDS、XPS、tof-SIMS、FTIR、SEM