ATL-锂电池鼓气成分及原理分析报告
锂电池的结构和工作原理
锂电池的结构和工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊锂电池，这玩意儿可真是了不起呢！你看啊，锂电池就像一个小小的能量宝库。
它主要由几个部分组成，就好像一个小团队一样。
正极呢，就像是冲锋在前的勇士，负责把电流送出去；负极呢，那就是接收电流的大本营啦；还有隔膜，就像是一道神奇的屏障，把正负极隔开，免得它们瞎捣乱。
而电解液呢，就像是团队里的润滑剂，让一切都能顺畅地运作起来。
那锂电池是怎么工作的呢？嘿嘿，这就有意思啦！就好比一场接力比赛。
正极这个“大力士”把电子这个“小不点”使劲往外推，电子就顺着电路开始奔跑啦。
跑着跑着就到了负极，负极呢就把电子给接住啦。
然后呢，在这个过程中，电流就产生啦，我们的各种电子设备就能用上电啦！这是不是很神奇呀？咱再想想，要是没有锂电池，那我们的手机、电脑啥的可咋办呀？那不就跟断了翅膀的鸟儿一样，没法飞啦！所以说锂电池可太重要啦。
你说锂电池这东西咋就这么厉害呢？它小小的身体里居然能蕴藏着那么大的能量。
就好像一个小不点儿能扛起千斤重担一样！而且它还特别耐用，充一次电就能让我们用好长时间。
这就好比一个勤劳的小蜜蜂，不停地给我们提供甜蜜的能量。
你知道吗，锂电池在我们生活中的应用那可真是广泛得很呐！从我们每天不离手的手机，到那些厉害的电动汽车，都有它的身影呢。
它就像是一个无处不在的小精灵，默默地为我们服务着。
而且啊，随着科技的不断进步，锂电池也在不断地进化呢！它变得越来越厉害，容量越来越大，使用起来也越来越方便。
这就好像一个不断成长的孩子，越来越有本事啦！哎呀呀，真的是不得不感叹科技的力量呀！锂电池就是科技送给我们的一份大礼。
它让我们的生活变得更加便利，更加丰富多彩。
所以啊，我们可得好好珍惜锂电池，好好利用它带给我们的便利。
让我们一起为锂电池点个赞吧！也期待着它在未来能给我们带来更多的惊喜和奇迹！怎么样，朋友们，是不是对锂电池有了更深的了解呀？。
电池-软包锂离子电池鼓胀原因超全总结
电池-软包锂离子电池鼓胀原因超全总结电池| 软包锂离子电池鼓胀原因超全总结引起软包锂离子电池鼓胀的原因有很多。
根据实验研发经验，笔者将锂电池鼓胀的原因分为三类，一是电池极片在循环过程中膨胀导致的厚度增加；二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
三是电池封装不严引进水分、角位破损等工艺缺陷引起的鼓胀。
在不同的电池体系中，电池厚度变化的主导因素不同，如在钛酸锂负极体系电池中，鼓胀的主要因素是气鼓；在石墨负极体系中，极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化石墨负极膨胀影响因素及机理讨论锂离子电池在充电过程中电芯厚度增加主要归结为负极的膨胀，正极膨胀率仅为2~4%，负极通常由石墨、粘接剂、导电碳组成，其中石墨材料本身的膨胀率达到~10%，造成石墨负极膨胀率变化的主要影响因素包括：SEI膜形成、荷电状态(state of charge，SOC)、工艺参数以及其他影响因素。
(1)SEI膜形成锂离子电池首次充放电过程中,电解液在石墨颗粒在固液相界面发生还原反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层(SEI 膜)，SEI膜的产生使阳极厚度显著增加，而且由于SEI膜产生，导致电芯厚度增加约4%。
从长期循环过程看，根据不同石墨的物理结构和比表面，循环过程会发生SEI的溶解和新SEI生产的动态过程，比如片状石墨较球状石墨有更大的膨胀率。
(2)荷电状态电芯在循环过程中，石墨阳极体积膨胀与电芯SOC呈很好的周期性的函数关系，即随着锂离子在石墨中的不断嵌入(电芯SOC的提高)体积逐渐膨胀，当锂离子从石墨阳极脱出时，电芯SOC 逐渐减小，相应石墨阳极体积逐渐缩小。
(3)工艺参数从工艺参数方面看，压实密度对石墨阳极影响较大，极片冷压过程中，石墨阳极膜层中产生较大的压应力，这种应力在极片后续高温烘烤等工序很难完全释放。
电芯进行循环充放电时，由于锂离子的嵌入和脱出、电解液对粘接剂溶胀等多个因素共同作用，膜片应力在循环过程得到释放，膨胀率增大。
软包锂电池胀气原因及措施
软包锂电池胀气原因及措施软包装锂离子电池稍有气胀现象就会影响用电器使用，降低电池性能，严重时将会撑破包装铝箔，造成漏液腐蚀危险。
本文结合生产实际，分析气胀的类型和产生的可能原因，并提出解决方案，供大家参考。
一、气体产生的类型软包装锂离子电池气体的产生分为正常产气和异常产气两种。
正常产气是指在电芯生产工艺过程中的化成工序，SEI膜的形成过程中伴随产生的，常称为化成产气。
此种气体一般可暂时存放于气袋中，并于后续工序中排出，对电芯不产生明显影响。
异常产气是指，当气袋切除，封装完成后，由于电池内部发生异常造成气体量过多，此种情况下气体不能排出，引起电芯鼓胀，影响用电器使用，且会对电芯造成性能恶化。
当内部压力过大时，容易撑开包装铝箔，造成漏液、腐蚀等严重损害。
因此了解电芯整个产气过程，防止异常产气发生是软包装锂离子电池生产的关键。
1化成产气化成产气是指在电芯制造工艺过程的化成工序，也即电池的首次充电过程中，电解液在电极表面发生了氧化、还原反应，形成固体电解质膜（SE1膜）时伴随着产气；中国电子科技集团公司第十八研究所的陈益奎等研究了正极、负极产气量对比与气体成分分析，得出电池出化成阶段产气主要集中在电池负极。
厦大宝龙电池研究所的黄丽等人详细研究了不同化成电压下，所产生的气体种类和数量。
研究结果表明，在2.5V以下，产气主要为H2和C02;2.5V以后，EC少量开始分解，产物主要为C2H4;3V后，电解液中DMC和EMC开始分解，产气除了C2H4夕卜，还包含CH4和C2H6等烷羟;电压超过3.8V,EC分解的产物C2H4基本消失。
电压在3.0~3.5V,化成过程产气量最大，表明在3.5V时，为SE1膜的主要成膜区。
SEI膜离子导通电子不导通，在结构上由两层组成，内层为致密稳定的无机层，外层为多孔疏松的有机层，厚度在2nm到几十纳米之间，外层有机产物层，具有一定的柔韧性，可以提高整个膜层的机械强度和完整性，有效阻隔溶剂分子在电极表面持续的还原反应，因此,3.5V以后由于SEI膜的阻隔作用，产气基本完成，产气量迅速下降。
深度剖析锂离子电池鼓胀原因
深度剖析锂离子电池鼓胀原因锂离子电池由于具有高寿命、高容量被广泛推广使用，但是随着使用时间的延长，其存在鼓胀、安全性能不理想和循环衰减加快的问题也日益严重，引起了锂电界深度的分析和抑制研究。
根据实验研发经验，笔者将锂电池鼓胀的原因分为两类，一是电池极片的厚度变化导致的鼓胀；二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
在不同的电池体系中，电池厚度变化的主导因素不同，如在钛酸锂负极体系电池中，鼓胀的主要因素是气鼓；在石墨负极体系中，极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化在锂电池使用过程中，电极极片厚度会发生一定的厚度变化，尤其是石墨负极。
据现有数据，锂电池经过高温存储和循环，容易发生鼓胀，厚度增长率约6%——20%，其中正极膨胀率仅为4%，负极膨胀率在20%以上。
锂电池极片厚度变大导致的鼓胀根本原因是受石墨的本质影响，负极石墨在嵌锂时形成LiCx（LiC24、LiC12和LiC6等），晶格间距变化，导致形成微观内应力，使负极产生膨胀。
下图是石墨负极极片在放置、充放电过程中的结构变化示意图。
石墨负极的膨胀主要是嵌锂后产生不可恢复膨胀导致的。
这部分膨胀主要与颗粒尺寸、粘接剂剂及极片的结构有关。
负极的膨胀造成卷芯变形，使电极与隔膜间形成空洞，负极颗粒形成微裂纹，固体电解质相界面（SEI）膜发生破裂与重组，消耗电解液，使循环性能变差。
影响负极极片变厚的因素有很多，粘接剂的性质和极片的结构参数是最重要的两个。
石墨负极常用的粘接剂是SBR，不同的粘接剂弹性模量、机械强度不同，对极片的厚度影响也不同。
极片涂布完成后的轧制力也影响负极极片在电池使用中的厚度。
在相同的应力下，粘接剂弹性模量越大，极片物理搁置反弹越小；充电时，由于Li+嵌入，使石墨晶格膨胀；同时，因负极颗粒及SBR的形变，内应力完全释放，使负极膨胀率急剧升高，SBR处于塑性变形阶段。
这部分膨胀率与SBR的弹性模量和断裂强度有关，导致SBR的弹性模量和断裂强度越大，造成不可逆的膨胀越小。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析standalone； self-contained； independent； self-governed；autocephalous； indie； absolute； unattached； substantive一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高，广受消费者与工程师欢迎。
但是，化学特性太活泼，则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时，会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构，形成了奈米等级的细小储存格子，可用来储存锂原子。
这样一来，即使是电池外壳破裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细小的储存格，使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理，使得人们在获得它高容量密度的同时，也达到安全的目的。
锂离子电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的储存格，并获得一个电子，还原为锂原子。
放电时，整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸，来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，防止危险发生。
保护措施：锂电池电芯过充到电压高于后，会开始产生副作用。
过充电压愈高，危险性也跟着愈高。
锂电芯电压高于后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降。
如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。
这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。
这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路。
有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版
文件编号：GD/FS-6355（安全管理范本系列）锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。
一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高，广受消费者与工程师欢迎。
但是，化学特性太活泼，则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时，会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构，形成了奈米等级的细小储存格子，可用来储存锂原子。
这样一来，即使是电池外壳破裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细小的储存格，使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理，使得人们在获得它高容量密度的同时，也达到安全的目的。
锂离子电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的储存格，并获得一个电子，还原为锂原子。
放电时，整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸，来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，防止危险发生。
干货丨锂离子电池鼓胀分析
干货丨锂离子电池鼓胀分析来源：《电源技术》杂志锂离子电池具有能量密度高，体积小的优点[1]，近年来，随着4G 的普及，5G的到来，对于锂离子电池的要求更加苛刻，锂离子电池朝着更高能量密度、更快的充电速度发展。
然而能量越高，其危险性就越大，近年来社会上发生的锂电池安全事故越来越多，2018年～2019年上半年一共发生了60多起纯电动汽车起火事故，导致16万辆纯电动汽车召回[2]，手机鼓胀、起火、爆炸的事故更是频发。
本文以一款客户投诉电池（简称客诉电池）的分析为切入点，研究该电池的起鼓原因，并实验模拟手机日常使用中可能存在的失效情况，并分析其机理。
实验1.1 客诉电池分析对客诉电池进行电压内阻测试，根据电池编码进行系统查询，判断其出厂是否合格；对其进行充放电测试，判定是否可以正常进行充放电，判断电性能是否正常；测试气体成分，拆解进行电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、扫描电子显微镜法(SEM)测试，分析其失效原因。
1.2 过放模拟实验采用6组电池，每组3只，以0.5 C、0.1 C、0.01 C、0.001 C分别将电池放电至3、2、1、0.5、0.2、0 V，放电后休眠1 h，再继续进行后续放电，观察是否鼓胀产气，拆解进行SEM、ICP分析；对放电至3与2.5 V的电池进行长期存储，观察其是否产气，测试其低压下长期存储电压内阻的变化情况。
1.3 高温浮充模拟实验采用4组电池，每组3只，分别进行45、60、70 ℃浮充，60 ℃ (4.2～4.4 V)循环充电，测试其厚度变化，观察鼓胀产气情况，测试气体成分，拆解进行SEM、ICP分析。
1.4 设备与仪器充放电设备采用ARBIN；电压内阻测试设备采用BK-300内阻测试仪；气体成分采用津岛质联用仪GCMS-2010测试；形貌采用扫描电子显微镜JSM-6510测试；微量金属元素含量采用电感藕合等离子体发射光谱仪 Optima 8000DV测试。
结果与分析2.1 客诉电池分析检测客诉电池六面外观（图1），未发现存在破损、腐蚀现象，排除封装破损导致电池起鼓。
锂离子软包电池鼓气分析
2EC+ 2Li+ + 2e− → (CH2OCO2Li)2↓+ C2H4↑ EC+ 2Li+ + 2e− → Li2CO3↓+ C2H4↑ EC+ Li+ + e− → CH3OCO2Li↓+ •CH3 •CH3 +•CH3 → C2H6↑
PC+ 2Li+ + 2e− → Li2CO3↓+ C3H6↑
Journal of Energy Storage 2020, 32, 101791
极片类型影响
不同类型负电极体积变化
1. 形成电池前的负极片不与电解液反应产气 2. 产气必须有电解液参与 3. 产气与负极反应有关 4. 0% SOC NCM负极不与电解液反应产气 5. LFP电池产气与负极电压状态有关
电池鼓气原因及机理分析
背景
0%SOC保存电池容易鼓气失效
0%SOC&100%SOC LFP电池55°C存储7天
现象： 0% SOC：电压、电阻和厚度均↑ 100% SOC：电压↓，电阻和厚度↑
？ 鼓胀率： 0% SOC> 100% SOC 与理论相悖，进行验证
电压：电池极化 电阻和厚度：电池在储存过程中的副反应
负极电压影响
三电极电压 A:LFP battery ,B: NCM battery
电池类型 LFP
NCM
SOC 0% 0% 过放
电池电压 负极电压
2V
1.4V
3V
0.25V
2V
1.2V
材料表征
55℃储存前后材料表征
ROCO2Li
Li2CO3
SEI中不稳定的烷基碳酸锂会分解为稳定的Li2CO3。 SEI会在储存中分解和再生
锂电池热失控产气成分
锂电池热失控产气成分锂电池热失控产气成分主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等。
1、氢气：在热失控过程中，锂电池内部的电解液可能发生分解反应，产生氢气。
氢气是一种高度可燃气体，与空气中的氧气形成可燃混合物，具有爆炸风险。
2、一氧化碳：在热失控事件中，电池中的有机溶剂和其他材料可能发生热分解或气化，产生一氧化碳。
一氧化碳是一种有毒气体，对人体呼吸系统和健康有害。
3、二氧化碳：电池热失控会产生大量的热量，导致电池内部温度升高。
温度升高会促使电池中的碳酸盐反应，产生二氧化碳。
二氧化碳是一种无色、无臭的气体，高浓度下对人体健康有害。
4、甲烷：热失控过程中，锂电池中的有机化合物可能发生热分解，产生甲烷。
甲烷是一种可燃气体，与空气中的氧气形成可燃混合物，具有火灾和爆炸风险。
此外，锂离子电池在热失控时会由于高温导致负极SEI摸分解、正极活性物质分解以及电解液氧化分解，因此会产生大量的气体导致锂离子电池内部气体膨胀气压急速升高，此时就会引发电池爆炸、燃烧。
研究发现，针对不同容量的锂离子动力电池在热失控爆炸中释放的气体包括二氧化碳、一氧化碳、氢气、乙烯、甲烷、乙烷和丙烯其中常见的气体。
并且电池容量与热失控释放出的气体总量有着密切关系，平均每Ah会释放2L气体；电池能量密度与热失控触发问题也有明显联系，电池体积能量密度没提高1Wh/L，电池热失控触发温度下降0.42℃。
在热失控发生过程中，电池释放出的气体温度很高，大多数可燃气体都会与氧气发生反应，产生大量的一氧化碳和二氧化碳。
根据研究，电池热失控燃烧过程中，一氧化碳的浓度会随着氧气的消耗逐渐提高。
当车乘人员正好在车内无法打开车门之时，就会造成严重的一氧化碳中毒。
锂电池产生氢气原理
锂电池产生氢气原理
锂电池是一种常见的电池类型，它的主要原理是通过化学反应将锂离子和电子进行转移，从而产生电能。
然而，在某些情况下，锂电池也会产生氢气。
那么，锂电池产生氢气的原理是什么呢？
我们需要了解锂电池的结构。
锂电池由正极、负极和电解质组成。
正极通常是由锂化合物制成，负极则是由碳材料制成。
电解质则是一种能够导电但不导电子的物质，通常是有机溶液或聚合物。
当锂电池工作时，正极和负极之间会发生化学反应，从而产生电能。
然而，在某些情况下，锂电池的正极和负极之间的化学反应会产生氢气。
这通常发生在锂电池充电时，特别是在过充或过放电的情况下。
当锂电池过充时，正极和负极之间的化学反应会变得非常强烈，从而导致电解质分解，产生氢气。
同样地，当锂电池过放电时，负极上的碳材料会被还原成石墨，同时也会产生氢气。
锂电池产生氢气可能会导致一些安全问题。
首先，氢气是一种易燃易爆的气体，如果氢气积聚在锂电池内部，可能会导致电池爆炸。
其次，氢气还可能会对锂电池的性能产生负面影响，例如降低电池的寿命和能量密度。
为了避免锂电池产生氢气，我们需要采取一些措施。
首先，我们应该避免过充或过放电，以减少化学反应的强度。
其次，我们可以采用一些特殊的电解质，例如固态电解质，来减少氢气的产生。
最后，
我们还可以采用一些安全措施，例如在锂电池内部加入一些防爆材料，以减少氢气积聚的风险。
锂电池产生氢气是一种常见的现象，但也可能会导致一些安全问题。
我们需要采取一些措施来减少氢气的产生，以确保锂电池的安全和性能。
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DEC + 2e + 2Li+
C2H5OCO2Li (s) + CH3 • C2H5OLi (s) + C2H5CO2 •
CH3OCO2CH3 CH4 C2H6
C2H5OLi (s) + CO(g)
微量水分的产气机理及助膜效应
产生H2
（微量，有利于 SEI膜形成）
H2O + e O H + Li+ LiO H +Li+ + e
DMC 0.045 6.745 3 90 0.59 3.1
EMC 0.045 6.745 -55 108 0.65 2.9
MA 1.045 6.445 -98 58 0.37 6.7
DME 0.045 5.145 -58 84 0.46 7.2
THF 0.045 5.245 -109 66 0.46 7.4
-1.66
LiC6 LiCoO2 Fe2+
Li + e + 6C
CoO2+ Li + e
Fe3+ + e
0.771
3.382(vsLi+/Li) 1.385 (vsLi+/Li) 3.2 (vsLi+/Li) 约3.3 (vsLi+/Li) 3.816 (vsLi+/Li)
溶剂的物理及氧化-还原性质
电池产气的过程分析
化成过程
过充过程 过放过程
储存过程
途径I:化成工序产气
文献资料索引 化成过程产气机理分析 化成阶段产气成分分析
文献资料索引
化成电压对产气成分的影响
资料表明
CI 0.02C
CV<2.5V：主要成分为H2和CO2 CV=3.0-3.5V：主要成分为C2H4，产气体积最大 CV>3.5V：由于SEI膜已经形成，故产气数量降低 CV>3.75V：主要成分为C2H4
充放电过程中IR的变化
Coin cell:Li/LiCoO2
产气机理分析
EC的单/双电子反应 PC的单/双电子反应 DEC的单/双电子反应 DMC的单/双电子反应 微量水分的助成膜反应 正极附近的成膜反应
EC的单/双电子反应 （钝化电位0.9V左右）
▪ 单电子反应
EC + e
EC •
EC • +2 Li+
OH + 1/2H2 LiOH(S) Li2O(S) + H2 (g)
产生CO2 （量大）
LiPF6 PF5 + H2O Li2CO3 + 2HF
H2CO3
LiF + PF5 2HF + PF3O LiF + H2CO3
H2O + CO2
正极附近的成膜及氧化产气
低电位下 溶剂 + ne
CO2
化成阶段产气成分分析
气体成分
H2 CO CH4 CO2 C2H6 N C2H4 N
相对含量，% 0.055
0.006 5
17.1
39.9
0.82
1.55
40.5 0.093
气体含量，%
50
40
C2H4
30
CO2
20
CH4
10
0
H2 CO C2H6 N1
N2
0
2
4
6
பைடு நூலகம்
8 10
气体种类
与理论产气机理及已有研究结果一致。
CH2=CH2 （g）+（CH2OCO2Li）2（s）
▪ 双电子反应
EC + 2e CO32- + Li+ EC + 2e +2Li+
CH2=CH2（g）+ CO32Li2CO3
CH3OLi（s）+ CO（g）
PC的单/双电子反应（钝化电位0.8V左右）
▪ 单电子反应
PC + e
PC •
PC • +2 Li+ ▪ 双电子反应
0
0
042025
20 40 60 80 100 120 140 160 180 Capacity,mAh
电压升到3.6V后，电池容量开始迅速增大
voltage,V(vs.Li+/Li)
电极电压对容量的关系
5
4
3
Cathode
2
Anode
1
0
0
100
200
capacity,mAh
天然石墨
3.0V-，很快的电位降 0.8V左右，形成SEI膜 0.25-0.005V,几乎占据所有容量
电液成分 EC：DMC：EMC（体积比为1：1：1），1mol/l, LiPF6
SEI膜的具体成分
Li2SO3
电池电压对容量的关系
CI 0.05C充至3.6V，容量为140mAh，CI0.1C充至4.2V
voltage,mV
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
物质
还原电位
V
(vs Li+/Li)
氧化电位
V
(vs Li+/Li )
溶点 ℃
沸点 ℃
粘度 介电常数 CP ρ/（g.cm-3）
EC 0.045 6.245 37 238 1.9
90
PC 0.045 6.645 -49 242 1.2
65
DEC 0.045 6.745 -43 127 0.98 2.8
CH3CH=CH2 （g）+（CH2OCO2Li）2（s）
PC + 2e CO32- + Li+ PC + 2e +2Li+
CH3CH=CH2（g）+ CO32Li2CO3 CH3OLi（s）+CH3CH2OLi(s)+ CO（g）
DEC单/双电子的还原反应
▪单电子反应
DEC + e + 2Li+ DEC + e + 2Li+ C2H5CO2 • + CH3• CH3 • + 1/2H2 • CH3 • + CH3 •
与理论产气机理及已 有研究结果一致
途径2：过充产气
正 极 ➢溶剂的氧化：ROCO2R — n e
3CO2 + 3H2O
➢充电过程中负极的颜色变化：
黑色（未充电） 青黑色（半满） 金黄色（全满/过充）
负 ➢负极表面析锂（拆开遇空气，负极发热，锂被氧化生成锂盐， 极 导致极片硬而碎）
➢负极还原性很强，使得部分SEI膜被分解破坏，产气，同时 造成SEI膜的修补产气。
气体成分
H2 CO CH4 CO2 C2H6 N1 C2H4 N2
相对含量，% 0.67 0.68 8.45 27.7 8.5 0.61 46.4 6.9
气体含量，%
50
40
30
CO2
20
10 0
CH4 C2H6
H2 CO
N1
0246
气体种类
C2H4
N2
8 10
N代表未知成分
主要成分：CO2、C2H4
锂电池鼓气成分及原理分析
电解液成分和结构
EC
VC
PC
ES
PS
O
OO
OO
OO
OO
O
C
C
C
S
S
O
O
O
O
O
DEC
CH3CH2—O—C—O—CH2CH3
BP
O
DMC
CH3—O—C—O—CH3
O
电极材料的氧化-还原性质
Li
Li+ + e
-3.045V
Cu
Cu2+ + 2e 0.337
Al
Al3+ + 3e