電極極片原因

 

 

鋰離子電池在充電過程中電芯厚度增加主要歸結(jié)為負極的膨脹，正極膨脹率僅為2~4%負極通常由石墨、粘接劑、導(dǎo)電碳組成，其中石墨材料本身的膨脹率達到10%，造成石墨負極膨脹率變化的主要影響因素包括：SEI膜形成、荷電狀態(tài)、工藝參數(shù)以及其他影響因素。

 

 

電解液原因

 

 

電池內(nèi)部產(chǎn)氣是導(dǎo)致電池鼓脹的另一重要原因，無論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫擱置時，其均會產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。電池在首次充放電過程中，電極表面會形成SEI膜。負極SEI膜的形成主要來于EC的還原分解，在烷基鋰和Li2CO3的生成的同時，會有大量的CO和C2H4生成。溶劑中的DMC、EMC也會在成膜過程中成RLiCO3和ROLi，伴隨產(chǎn)生CH4、C2H6和C3H8等氣體與CO氣體。在PC基電解液中，氣體的產(chǎn)生相對較多，主要是PC還原生成的C3H8氣體。磷酸鐵鋰軟包電池在第一次循環(huán)時在0.1C充電結(jié)束后氣脹的最為嚴(yán)重。以上可知，SEI的形成會伴隨著大量氣體的產(chǎn)生，這個不可避免的過程。雜質(zhì)中H2O的存在會使LiPF6中的P-F鍵不穩(wěn)定，生成HF，HF將導(dǎo)致這個電池體系的不穩(wěn)定，伴隨產(chǎn)生氣體。過量H2O的存在會消耗掉Li+，生成LiOH、LiO2和H2導(dǎo)致產(chǎn)生氣體。儲存和長期充放電過程中也會有氣體的產(chǎn)生，對于密封的鋰離子電池而言，大量的氣體出現(xiàn)會造成電池氣脹，從而影響電池的性能，縮短電池的使用壽命。

 

 

電池在儲存過程中產(chǎn)生氣體的主要原因有以下兩點：（1）電池體系中存在的H2O會導(dǎo)致HF的生成，造成對SEI的破壞。體系中的O2可能會造成對電解液的氧化，導(dǎo)致大量CO2的生成；（2）若首次化成形成的SEI膜不穩(wěn)定會導(dǎo)致存儲階段SEI膜被破壞，SEI膜的重新修復(fù)會釋放出以烴類為主的氣體。電池長期充放電循環(huán)過程中，正極材料的晶形結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電極表面的點電位的不均一等因素造成某些點電位過高，電解液在電極表面的穩(wěn)定性下降，電極表面膜不斷增厚使電極界面電阻增大，更進一步提高反應(yīng)電位，造成電解液在電極表面的分解產(chǎn)生氣體，同時正極材料也可能釋放出氣體。