化成產氣:當電池電解液采用1 mol/ L LiPF6-EC ～ DMC ～ EMC(三者體積比1∶1∶1)時, 化成電壓小于2 .5 V 下, 產生的氣體主要為H2 和CO2 等;化成電壓為2 .5 V時,電解液中的EC 開始分解, 電壓在3 .0～ 3 .5 V 的范圍內, 由于EC 的還原分解, 產生的氣體主要為C2H4;而當電壓大于3 .0 V 時, 由于電解液中DMC 和EMC 的分解, 除了產生C2H4 氣體外, CH4 ,C2H6等烷烴類氣體也開始出現(xiàn);電壓高于3.8 V 后, DMC 和EMC 的還原分解成為主反應.此外,當化成電壓處于3.0～ 3 .5 V 之間, 化成過程中產生的氣體量最大;電壓大于3 .5 V 后, 由于電池負極表面的SEI 層已基本形成, 因此, 電解液溶劑的還原分解反應受抑制, 產生的氣體的數(shù)量也隨之迅速下降。

(1)電池在化成時產生氣體的主要原因是電解液和電極表面在初次放電時形成了SEI 層, 電解液溶劑體系發(fā)生了分解,產生烴類氣體, 氣體的種類與電解液組成有關。

(2)電池在儲存階段少數(shù)電池出現(xiàn)氣脹, 其產生氣體原因可能是:一是由于電池密封性能不好, 外界的水分以及空氣的滲入, 導致氣體中CO2 顯著增加, 且同時出現(xiàn)相當量的O2 和N2 。同時水分的滲入導致HF產生, 會破壞SEI 層;二是化成首次形成的SEI 層不穩(wěn)定, 在儲存階段SEI 層被破壞, 為了修復SEI 層, 復又釋放出氣體, 主要以烴類氣體為主。

120nm的界面膜，這個膜就是SEI。SEI通常形成于電極材料與電解液之間的固液相界面。當鋰離子電池開始充電時鋰離子從正極活物質中脫出，進入電解液穿透隔膜再進入電解液，最后再嵌入負極碳材料的層狀空隙中，鋰離子完成一個完整的脫嵌行為。此時，電子從正極沿外端回路出來，進入負極碳材料中。電子、電解液中溶劑及鋰離子間發(fā)生氧化還原反應，溶劑分子接收電子后與鋰離子結合形成SEI并生成H2、CO、CH2等氣體。隨著SEI厚度增大，直到電子無法穿透，則形成了鈍化層，抑制了氧化還原反應的繼續(xù)。