無(wú)論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫?cái)R置時(shí)，其均會(huì)產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。據(jù)目前研究結(jié)果顯示，引起電芯脹氣的本質(zhì)是電解液發(fā)生分解所致。

 

電解液分解有兩種情況，一個(gè)是電解液有雜質(zhì)，比如水分和金屬雜質(zhì)使電解液分解產(chǎn)氣，另一個(gè)是電解液的電化學(xué)窗口太低，造成了充電過(guò)程中的分解，電解液中的EC、DEC等溶劑在得到電子后，均會(huì)產(chǎn)生自由基，自由基反應(yīng)的直接后果就是產(chǎn)生低沸點(diǎn)的烴類(lèi)、酯類(lèi)、醚類(lèi)和CO2等。

 

在鋰電池組裝完成后，預(yù)化成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量氣體，這些氣體是不可避免的，也是所謂的電芯不可逆容量損失來(lái)源。在首次充放電過(guò)程中，電子由外電路到達(dá)負(fù)極后會(huì)與負(fù)極表面的電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氣體。在此過(guò)程中，在石墨負(fù)極表面形成SEI，隨著SEI厚度增加，電子無(wú)法穿透抑制了電解液的持續(xù)氧化分解。

 

在電池使用過(guò)程中，內(nèi)部產(chǎn)氣量會(huì)逐漸增多，其原因還是因?yàn)殡娊庖褐写嬖陔s質(zhì)或電池內(nèi)水分超標(biāo)導(dǎo)致的。電解液存在雜質(zhì)需要認(rèn)真排除，水分控制不嚴(yán)可能是電解液本身、電池封裝不嚴(yán)引進(jìn)水分、角位破損引起的，另外電池的過(guò)充過(guò)放濫用、內(nèi)部短路等也會(huì)加速電池的產(chǎn)氣速度，造成電池失效。

 

在不同體系中，電池產(chǎn)鼓脹程度不同。在石墨負(fù)極體系電池中，產(chǎn)氣鼓脹的原因主要還是如上所述的SEI膜生成、電芯內(nèi)水分超標(biāo)、化成流程異常、封裝不良等，而在鈦酸鋰負(fù)極體系中，電池脹氣比石墨/NCM電池體系要嚴(yán)重的多，除了電解液中雜質(zhì)、水分及工藝外，其另一不同于石墨負(fù)極的原因是鈦酸鋰無(wú)法像石墨負(fù)極體系電池一樣，在其表面形成SEI膜，抑制其與電解液的反應(yīng)。

 

在充放電過(guò)程中電解液始終與Li4Ti5O12表面直接接觸，從而造成電在Li4Ti5O12材料表面持續(xù)還原分解，這可能是導(dǎo)致Li4Ti5O12電池脹氣的根本原因。氣體的主要組分是H2、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C3H8等。

 

當(dāng)把鈦酸鋰單獨(dú)浸泡于電解液中時(shí)，只有CO2產(chǎn)生，其與NCM材料制備成電池后，產(chǎn)生的氣體包括H2、CO2、CO以及少量氣態(tài)碳?xì)浠衔?，并且作成電池后，只有在循環(huán)充放電時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生H2，同時(shí)產(chǎn)生的氣體中，H2的含量超過(guò)50%。這表明在充放電過(guò)程中將產(chǎn)生H2和CO氣體。

 

LiPF6在電解液中存在如下平衡：

 

PF5是一種很強(qiáng)的酸，容易引起碳酸酯類(lèi)的分解，而且PF5的量隨溫度的升高而增加。PF5有助于電解液分解，產(chǎn)生CO2、CO及CxHy氣體。據(jù)相關(guān)研究H2的產(chǎn)生來(lái)源于電解液中的痕量水，但是一般電解液中的水含量為20×10-6左右，對(duì)H2的產(chǎn)量貢獻(xiàn)很低。上海交通大學(xué)吳凱的實(shí)驗(yàn)選用石墨/NCM111做電池，得出的結(jié)論是H2的來(lái)源是高電壓下碳酸酯的分解。從外部，一個(gè)腫脹的電池可以表現(xiàn)為一個(gè)模糊的白色屏幕（由于顯示器上的壓力）。您可能還注意到屏幕和電話(huà)主體之間有分離，或者屏幕的“擠壓”（手機(jī)和屏幕之間沒(méi)有分離，但是當(dāng)您捏住手機(jī)邊緣時(shí)，屏幕會(huì)移動(dòng)一點(diǎn)）。你也可以通過(guò)聞手機(jī)的味道來(lái)檢測(cè)電池膨脹——不是像花朵一樣把手機(jī)舉到臉上（有毒的煙霧比過(guò)敏更嚴(yán)重，相信我們），而是通過(guò)從很短的距離使用漂浮的動(dòng)作。如果你想要三重超級(jí)檢查，那么你也可以打開(kāi)手機(jī)，看看電池包裝是否松弛或起皺，或者是否看起來(lái)是圓形的，并且從它的凹處上升。

 

警告：如果電池已經(jīng)達(dá)到膨脹狀態(tài)，你的電池有著火的危險(xiǎn)。不要試圖更換電池，如果你的設(shè)備異常熱，氣味很糟糕，或者已經(jīng)著火了。它可以等待！如果這一切聽(tīng)起來(lái)都太可怕了，而且你不覺(jué)得完全舒適的修復(fù)，那也沒(méi)關(guān)系-更換一個(gè)膨脹的電池可能會(huì)嚇人。深吸一口氣，放下手機(jī)，然后把它放進(jìn)一個(gè)防火容器，帶到維修專(zhuān)業(yè)。

 

如果你的勇敢已經(jīng)占上風(fēng)，你就要馬上自己進(jìn)行修理！在修理前要注意以下幾點(diǎn)，以確保安全：確保電池的充電量盡可能地低，使其耗盡到接近零——這大大降低了火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，一定要最大限度地利用修理區(qū)域的通風(fēng)，以減少接觸上述煙霧。而且，你的化學(xué)老師還戴著眼睛保護(hù)（理想的是完全安全的護(hù)目鏡）。戴上防護(hù)手套來(lái)防止皮膚接觸電池內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)也是一個(gè)好主意。