电池内部产气是导致电池鼓胀的原因有哪些？

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。据目前研究结果显示，引起电芯胀气的本质是电解液发生分解所致。

 

电解液分解有两种情况，一个是电解液有杂质，比如水分和金属杂质使电解液分解产气，另一个是电解液的电化学窗口太低，造成了充电过程中的分解，电解液中的EC、DEC等溶剂在得到电子后，均会产生自由基，自由基反应的直接后果就是产生低沸点的烃类、酯类、醚类和CO2等。

 

在锂电池组装完成后，预化成过程中会产生少量气体，这些气体是不可避免的，也是所谓的电芯不可逆容量损失来源。在首次充放电过程中，电子由外电路到达负极后会与负极表面的电解液发生氧化还原反应，生成气体。在此过程中，在石墨负极表面形成SEI，随着SEI厚度增加，电子无法穿透抑制了电解液的持续氧化分解。

 

在电池使用过程中，内部产气量会逐渐增多，其原因还是因为电解液中存在杂质或电池内水分超标导致的。电解液存在杂质需要认真排除，水分控制不严可能是电解液本身、电池封装不严引进水分、角位破损引起的，另外电池的过充过放滥用、内部短路等也会加速电池的产气速度，造成电池失效。

 

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，电池胀气比石墨/NCM电池体系要严重的多，除了电解液中杂质、水分及工艺外，其另一不同于石墨负极的原因是钛酸锂无法像石墨负极体系电池一样，在其表面形成SEI膜，抑制其与电解液的反应。

 

在充放电过程中电解液始终与Li4Ti5O12表面直接接触，从而造成电在Li4Ti5O12材料表面持续还原分解，这可能是导致Li4Ti5O12电池胀气的根本原因。气体的主要组分是H2、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C3H8等。

 

当把钛酸锂单独浸泡于电解液中时，只有CO2产生，其与NCM材料制备成电池后，产生的气体包括H2、CO2、CO以及少量气态碳氢化合物，并且作成电池后，只有在循环充放电时，才会产生H2，同时产生的气体中，H2的含量超过50%。这表明在充放电过程中将产生H2和CO气体。

 

LiPF6在电解液中存在如下平衡：

 

PF5是一种很强的酸，容易引起碳酸酯类的分解，而且PF5的量随温度的升高而增加。PF5有助于电解液分解，产生CO2、CO及CxHy气体。据相关研究H2的产生来源于电解液中的痕量水，但是一般电解液中的水含量为20×10-6左右，对H2的产量贡献很低。上海交通大学吴凯的实验选用石墨/NCM111做电池，得出的结论是H2的来源是高电压下碳酸酯的分解。从外部，一个肿胀的电池可以表现为一个模糊的白色屏幕（由于显示器上的压力）。您可能还注意到屏幕和电话主体之间有分离，或者屏幕的“挤压”（手机和屏幕之间没有分离，但是当您捏住手机边缘时，屏幕会移动一点）。你也可以通过闻手机的味道来检测电池膨胀——不是像花朵一样把手机举到脸上（有毒的烟雾比过敏更严重，相信我们），而是通过从很短的距离使用漂浮的动作。如果你想要三重超级检查，那么你也可以打开手机，看看电池包装是否松弛或起皱，或者是否看起来是圆形的，并且从它的凹处上升。

 

警告：如果电池已经达到膨胀状态，你的电池有着火的危险。不要试图更换电池，如果你的设备异常热，气味很糟糕，或者已经着火了。它可以等待！如果这一切听起来都太可怕了，而且你不觉得完全舒适的修复，那也没关系-更换一个膨胀的电池可能会吓人。深吸一口气，放下手机，然后把它放进一个防火容器，带到维修专业。

 

如果你的勇敢已经占上风，你就要马上自己进行修理！在修理前要注意以下几点，以确保安全：确保电池的充电量尽可能地低，使其耗尽到接近零——这大大降低了火灾的风险。此外，一定要最大限度地利用修理区域的通风，以减少接触上述烟雾。而且，你的化学老师还戴着眼睛保护（理想的是完全安全的护目镜）。戴上防护手套来防止皮肤接触电池内的化学物质也是一个好主意。