软包锂电池为什么容易鼓胀

  (2)电池内部产气是导致电池鼓胀的另一重要原因，无论是电池在常温循环、高温循环、高温搁置时，其均会产生不同程度的鼓胀产气。电池在首次充放电过程中，电极表面会形成SEI (Solid Electrolyte Interface)膜。负极SEI膜的形成主要来于EC(Ethylene Carbonate)的还原分解，在烷基锂和Li₂CO₃的生成的同时，会有大量的CO和C₂H₄生成。溶剂中的DMC (Dimethyl Carbonate)、EMC (Ethyl Methyl Carbonate)也会在成膜过程中成RLiCO₃和ROLi，伴随产生CH₄、C₂H₆和C₃H₈等气体与CO气体。在PC (Propylene carbonate)基电解液中，气体的产生相对较多，主要是PC还原生成的C₃H₈气体。磷酸铁锂软包电池在第一次循环时在0.1C充电结束后气胀的最为严重。以上可知，SEI的形成会伴随着大量气体的产生，这个不可避免的过程。杂质中H₂O的存在会使LiPF6中的P-F键不稳定，生成HF，HF将导致这个电池体系的不稳定，伴随产生气体。过量H₂O的存在会消耗掉Li⁺，生成LiOH、LiO₂和H₂导致产生气体。储存和长期充放电过程中也会有气体的产生，对于密封的锂离子电池而言，大量的气体出现会造成电池气胀，从而影响电池的性能，缩短电池的使用寿命。电池在储存过程中产生气体的主要原因有以下两点：（1）电池体系中存在的H₂O会导致HF的生成，造成对SEI的破坏。体系中的O₂可能会造成对电解液的氧化，导致大量CO₂的生成；（2）若首次化成形成的SEI膜不稳定会导致存储阶段SEI膜被破坏，SEI膜的重新修复会释放出以烃类为主的气体。电池长期充放电循环过程中，正极材料的晶形结构发生变化，电极表面的点电位的不均一等因素造成某些点电位过高，电解液在电极表面的稳定性下降，电极表面膜不断增厚使电极界面电阻增大，更进一步提高反应电位，造成电解液在电极表面的分解产生气体，同时正极材料也可能释放出气体。

在不同体系中，电池产鼓胀程度不同。在石墨负极体系电池中，产气鼓胀的原因主要还是如上所述的SEI膜生成、电芯内水分超标、化成流程异常、封装不良等，而在钛酸锂负极体系中，产业界普遍认为 Li₄Ti₅O₁₂电池的胀气主要是材料自身容易吸水所导致的，但没有确切证据来证明这一猜测。天津力神电池公司的Xiong等在第十五届国际电化学会议论文摘要中指出气体成分中有CO₂、CO、烷烃及少量烯烃，对其具体组成和比例没有给出数据支持。而Belharouak等使用气相色谱-质谱联用仪表征了电池产气情况。气体的主要组分是H₂， 还有 CO₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₃H₈、C₃H₆等。