化成產(chǎn)氣:當(dāng)電池電解液采用1 mol/ L LiPF6-EC ～ DMC ～ EMC(三者體積比1∶1∶1)時(shí), 化成電壓小于2 .5 V 下, 產(chǎn)生的氣體主要為H2 和CO2 等;化成電壓為2 .5 V時(shí),電解液中的EC 開(kāi)始分解, 電壓在3 .0～ 3 .5 V 的范圍內(nèi), 由于EC 的還原分解, 產(chǎn)生的氣體主要為C2H4;而當(dāng)電壓大于3 .0 V 時(shí), 由于電解液中DMC 和EMC 的分解, 除了產(chǎn)生C2H4 氣體外, CH4 ,C2H6等烷烴類(lèi)氣體也開(kāi)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(yīng).此外,當(dāng)化成電壓處于3.0～ 3 .5 V 之間, 化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量最大;電壓大于3 .5 V 后, 由于電池負(fù)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(yīng)受抑制, 產(chǎn)生的氣體的數(shù)量也隨之迅速下降。

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

(2)電池在儲(chǔ)存階段少數(shù)電池出現(xiàn)氣脹, 其產(chǎn)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(dǎo)致氣體中CO2 顯著增加, 且同時(shí)出現(xiàn)相當(dāng)量的O2 和N2 。同時(shí)水分的滲入導(dǎo)致HF產(chǎn)生, 會(huì)破壞SEI 層;二是化成首次形成的SEI 層不穩(wěn)定, 在儲(chǔ)存階段SEI 層被破壞, 為了修復(fù)SEI 層, 復(fù)又釋放出氣體, 主要以烴類(lèi)氣體為主。

120nm的界面膜，這個(gè)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(dāng)鋰離子電池開(kāi)始充電時(shí)鋰離子從正極活物質(zhì)中脫出，進(jìn)入電解液穿透隔膜再進(jìn)入電解液，最后再嵌入負(fù)極碳材料的層狀空隙中，鋰離子完成一個(gè)完整的脫嵌行為。此時(shí)，電子從正極沿外端回路出來(lái)，進(jìn)入負(fù)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(yīng)，溶劑分子接收電子后與鋰離子結(jié)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(wú)法穿透，則形成了鈍化層，抑制了氧化還原反應(yīng)的繼續(xù)。