分析的第一步要去思考:

真正的問題是什么?

循環(huán)跳水更深層次的問題是什么?

如何去挖掘?

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要回答這些問題,數(shù)據(jù)排查和搜集是必不可少的,可以從下幾個方面入手:

1. 電芯整體分析:小電流恢復,判斷容量損失是否可以恢復;EIS分析對比失效電芯的阻抗變化;如果有需求,需要觀察電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化,也可以進行CT分析,看失效電芯內(nèi)部JR的狀態(tài)變化(費用較高)。

2. 電芯設計排查,分析電芯的設計是否合理,如材料體系搭配是否合理,CB是否合適,壓密是否過大等;

3. 測試過程排查,觀察是否在測試環(huán)節(jié)有異常,同時要查看過程測試的DCR,膨脹力,C/D等數(shù)據(jù),觀測拆掉電芯夾具后電芯是否鼓脹等;

4. 制程數(shù)據(jù)排查,分析在電芯制造的各個環(huán)節(jié),來料和過程數(shù)據(jù)是否有異常,排查清單舉例如下:

1. 相同化學體系排查,分析相同化學體系的設計,在小軟包上驗證有無問題,有條件的話,也可查看在其他項目上,是否也出現(xiàn)過類似問題;

通過這些初步的定位分析,我們基本對循環(huán)失效電芯外在的性能表現(xiàn)(DCR增長異常,膨脹力增長過快,來料批次有波動等,注液系數(shù)不足,電芯故障產(chǎn)氣等)做出可能的失效原因預估,這樣在下一步的電池拆解過程中,我們就可以有目的的去觀察相關(guān)的細節(jié)和保留樣品。

第二步,電芯拆解看什么和留什么

電池拆之前,先想一下我們要在什么狀態(tài)下拆解,如果為了觀察界面,滿充態(tài),如果單純?yōu)榱撕罄m(xù)留樣分析,進行各種電池制作,則滿放態(tài)較好。電芯拆開之后,界面情況,卷心不同位置厚度,游離的電解液的量,陽極析鋰情況,極片厚度等,要進行完整的拍照,記錄,根據(jù)我們后續(xù)的實驗計劃安排,針對極片,隔膜和游離電解液(如果有)分別密封留樣。

第三步,根據(jù)拆解結(jié)果設計驗證實驗驗證猜想

失效分析做到這一步很關(guān)鍵,這時候已經(jīng)根據(jù)排查和拆解的數(shù)據(jù),有了一個小范圍的推測,此時需要根據(jù)實際情況,列出可能的失效原因(簡單的FTA失效分析樹),可以用Xmind來快速有效的幫助分析,設計對應的實驗,做有針對性的測試。舉例如下:

第四步就是制定改善措施并驗證的過程,這一步就是根據(jù)驗證得到的失效原因,提出對應的改善方案,設計新的電芯,測試評估結(jié)果。如果Zui終測試結(jié)果表明,電芯循環(huán)得到了提升,且達到了目標,那么失效分析即可結(jié)束;如果沒有,則要按照PDCA法則,持續(xù)進行分析和改善。

總結(jié)下來,電芯失效分析的工作需要有較為清晰的邏輯思維能力,同時需要較為豐富的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗。對于剛開始從事電芯開發(fā)的小伙伴來說,失效分析不失為一個鍛煉提升思維能力的好方法。