抑制软包锂电池的异常产气的措施介绍

在正常电压范围内，产气量较少，而且大多为碳氢化合物，当有异常产气发生时，会产生大量气体，破坏电极界面结构，导致电解液分解失效，严重时冲破封装区造成漏液，腐蚀危险。抑制异常产气需要从材料设计和制造工艺两方面着手。

首先要设计优化材料及电解液体系，保证形成致密稳定的SEI膜，提高正极材料的稳定性，抑制异常产气的发生。

针对电解液的处理常常采用添加少量的成膜添加剂的方法使SEI膜更均匀、致密，减少电池在使用过程中的SEI膜脱落和再生过程产气导致电池鼓胀，相关研究已有报道并在实际中得到应用，如哈尔滨理工大学的成夙等报道，使用成膜添加剂VC可以减少电池气胀现象。但研究多集中在单组分添加剂上，效果有限。

华东理工大学的曹长河等人，采用VC与PS复合作为新型电解液成膜添加剂，取得了很好的效果，电池在高温搁置和循环过程中产气明显减少。

研究表明，EC、VC形成的SEI膜组分为线性烷基碳酸锂，高温下附在LiC的烷基碳酸锂不稳定，分解生成气体（如CO2等）而产生电池鼓胀。而PS形成的SEI膜为烷基磺酸锂，虽膜有缺陷，但存在着一定的二维结构，附在LiC高温下仍较稳定。

当VC和PS复合使用时，在电压较低时PS在负极表面形成有缺陷的二维结构，随着电压的升高VC在负极表面又形成线性结构的烷基碳酸锂，烷基碳酸锂填充于二维结构的缺陷中，形成稳定附在LiC具有网络结构的SEI膜。此种结构的SEI膜大大提高了其稳定性，可以有效抑制由于膜分解导致的产气。

此外由于正极钴酸锂材料与电解液的相互作用，使其分解产物会催化电解液中溶剂分解，所以对于正极材料进行表面包覆，不但可以增加材料的结构稳定性，还可以减少正极与电解液的接触，降低活性正极催化分解所产生的气体。因此，正极材料颗粒表面形成稳定完整的包覆层也是目前的一大发展方向。

其次要严格控制制造工艺过程参数，保证封装可靠性，防止电池内部水分过量引起的胀气，控制方法如下：

（1）电芯卷绕完成后干燥充分，防止膜片中水分含量超标；

（2）严格控制真空烘烤后电芯到注液时间及干燥房湿度；

（3）保证注液手套箱密封性；

（4）控制电解液中水分和游离酸含量；

（5）规范电解液存储环境及密封条件，防止电解液在使用及存放过程中进入过量水分；

（6）采用闭口加压化成或者外置气囊化成后抽真空封口排气；

（7）采用多步化成和高温搁置工艺，保证产气完全；

（8）提高封装可靠性。

胀气的产生主要有正常化成产气和异常产气，要想抑制电池后期的异常产气，需要从材料设计优化和工艺控制两方面着手；选用具有稳定完整包覆层的正极材料，阻隔电解液与正极反应分解，匹配具有成膜添加剂的电解液，有效保证SEI膜的稳定性是抑制产气发生的前提，工艺过程中要保证封装可靠性，加强控制水及氧气等体系敏感物质进入电池内部是有效解决电池胀气的途径。