2008年8月第34卷第8期北京航空航天大学学报JoumalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics锂离子电池失效率模型的探讨贾颖黎火林(北京航空航天大学工程系统工程系，北京100191):以工作电流和丁•作温度(売温)为主要考虑因素，建立了锂离子电池基木失摘耍效率模型和工作失效率模型•以试验数据为基础，参照国军标GJB/Z299,提岀了失效率相关的调整系数(兀系数)及其取值方案.采檬?aid=,,sogousnap0_5"＞效率模盘，通过数值计算得到基本失效率预计值，将预计值与试验值进行了比较•最终计算结果表明，得到的失效率模型可以应用于T程实践，锂离子电池效率模型的建立，为其可靠性预计提供了基础.关：锂电池；可靠性；预计；模型键词中图分类号:T911M文献标识码：A章编号：10012文5965(2008)0820973203Keywords:lithiumbatteries;reliability;prediction;models(DeptofSystemEngineeringofEngineeringTechnology,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China).计的基础.现行GJB/Z299B《电子设备可靠性预计手册》只给出了镉鎳莆电池和太阳电池的工作失效率模型，缺少锂离子电池的T作失效率模型.新发布的修订版GJB/Z299C也只给出了锂电池的基木失效率的经验值，则由GJB/Z299C提供的丁作失效率模型得到的仅是锂离子电池工作失效率的一种经验值实际表明，在不同热应力和电应力作用下，锂离子电池的寿・命相差很大，可达一白倍以上•因此，如果采用同一个基本失效率经验值对齐种类型锂离子电池进行可靠性预计，结果是不够准确的，有时甚至是错误的.所以，建立锂离子电池基本失效率模型不仅有益于提高锂离子电收稿日期：200722()720作者简介：贾(1961・)女，天津人，副教授,jiayingbh@163.com.颖valuesoftheparametersofthemodels,andtobuidtheadjustingcoefficient(7t2coefficient)projectByusing.themodels,thepredictingfailurevaluesunderdifferentoperatingcurrentsandtemperatureswerecalculated.Thepredictingfailurevalueswerethencomparedwiththelife2testingvaluesTheresultsindicatethatthebase.failureratemodelandoperatingfailureratemodelarefeasibleforengineeringpractise.元器件I.作失效奉预计是电子设备可靠性预tyofthelithium2ionbatteriesFirstly,themostlyfailuremodelsoflithium2ionbatterieswereanalysised,and.theoperatingcurrentandtemperaturewereregardedasthemainacceleratingfactorsofthefailureoflithium2ionbatteriesSecondly,consultingtheGJB/Z299,thelife2testingdatawasusedtocalculatingthenumerical.Abstract:Basefailureratemodelandoperatingfailureratemodelweredevelopedtopredictthereliabili2Researchonfailureratemode1oflithium2ionbatteriesJiaYingLiHuolin1.1理论分析池工作失效率预计值准确度，也有益丁揭示锂离子电池性能和可靠性的主要影响因素，对锂离子电池的设计、制造、进一步提高产品性能，对锂离子电池的正确使用具有重耍意义.1基本失效率模型的建立August2008Vol34Nol8.锂离子电池失效模式主要有：容量衰减，泄气或漏液，集流体腐蚀，热失控等•容量衰减是最常见的失效模式导致锂离子容量衰减的因素很多：在电极方面，反复充放电使电极活・性表而积减少，电流密度提高，极化增大；活性材料的结构发生变化；活性颗粒的电接触变差，甚至脱落；电极材料974北京航空航天大学学报2008年(包括集流体)的腐蚀・在电解质溶液方面，电解EC/PC/EMC,正、负集流体分别为铜、电池的铝液或导电盐分解导致具电导率下降，分解物造・成界面钝化・此外，隔膜阻塞或损坏，电池内部短路［1・3］等也会缩短电池的寿命.所以，容量衰减是多因素综合作用的结果•对锂离子电池，一般认为温度和丁作电流是加速锂离子电池容量衰减的两个重耍应力.锂离子电池在实际应用过程中，通常充电制式是固定的，所以，使用过程中充电电流对锂离子电池性能的影响基本不变•锂离子电池工作温度和放电电流对锂离子电池容量衰减的加速作用是不同的.本文针对容量衰减这一失效模式，重点考虑放电电流和工作温度(壳温)对锂离子电池失效率的影响，来建立锂离子电池的基本失效率模型试验表明，锂离子电池失效与放・电电流的大小密切相关，放电电流越大，寿命越短；在相同温度条件下，锂离子电池的寿命与放电电流的关系基本遵从电应力为加速变量的加速模型：1(l)L=CK(T)xI式中，L为锂离子电池的寿命；I为放电电流;K(T)设为温度的函数；C为常数•式(1)两边取对数，则(2)lnL二・