基于多尺度分析框架的电动车漏液锂离子电池失效机理研究

《eTransportation》：Insights into the Failure Mechanisms of Leaky Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles by a Systematic Multiscale Analytical Framework

本文提出系统性分析框架，通过可重复故障模拟（安全阀钻孔）、原位/异位分析及电池再生技术，揭示电解液泄漏导致锂离子电池性能退化的核心机制。研究发现电解液耗竭（而非电极损伤）是主要失效诱因，引发固体电解质界面（SEI）降解与动力学恶化，而电解液补充可部分恢复性能。该研究为电池故障诊断与回收策略提供新视角。

　　

研究亮点

1. 1.
   通过可控钻孔技术建立可靠漏液模拟方法，结合电池再生与多维度表征技术，首次实现漏液电池中电解液耗竭与电极损伤影响的解耦分析。
2. 2.
   系统对比正常与漏液电池的外部特性演变与动力学行为，揭示电解液耗竭是导致电池性能衰退的核心机制（引发严重动力学劣化），而电极结构保持相对完整。
3. 3.
   发现漏液电池在静置过程中会引发电解液重新分布，当内部达到局部平衡时，电压响应会出现异常平台现象。

结论

鉴于电解液泄漏的高发性与潜在危害，明确漏液电池的失效机制对提升电池安全性至关重要。本研究通过系统性分析框架阐明：电解液耗竭是主要失效诱因，其通过破坏固体电解质界面（SEI）稳定性引发动力学衰退，而电极材料未显著受损；再生实验证实电解液补充可部分恢复电池性能。该成果为电池故障检测与回收策略提供了关键理论依据。