钛酸锂电池胀气原理

钛酸锂电池是一种用钛酸锂作电池负极材料，并与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。其具有高安全性、可大倍率充电、循环寿命长等优点，但是用钛酸锂作负极时，电池在充放电循环过程中会有严重的胀气现象，在高温时特别严重。下面，我们来了解一下钛酸锂电池胀气原理。

学术界认为钛酸锂/NCM电池胀气比石墨/NCM严重的原因是，钛酸锂无法像石墨负极体系电池相同，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，从而造成二者持续发生还原分解，这可能是导致Li4Ti5O12电池胀气的根本原因。

气体的重要组分是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出现，其与NCM材料制备成电池后，出现的气体包括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，才会出现H2，同时出现的气体中，H2的含量超过50%。这表明在充放电过程中将出现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新增。PF5有助于电解液分解，出现CO2、CO及CxHy气体。据相关研究H2的出现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。

• < 上页
• 下页 >