鈦酸鋰離子電池脹氣抑制

目前抑制鈦酸鋰離子電池脹氣的解決方法重要有三種，第一、LTO負極材料的加工改性，包括改進制備方法和表面改性等；第二、開發與LTO負極相匹配的電解液，包括添加劑、溶劑體系；第三、提高電池工藝技術。

（1）提高原材料純度，防止制造過程中雜質的引入。雜質顆粒不僅會催化電解質的分級出現氣體，同時也將大大降低鋰離子電池的性能、循環壽命和安全性，因此必須盡可能減少電池中雜質的引入。

（2）鈦酸鋰表面覆蓋納米碳顆粒。負極LTO形成氣體的表觀原因是SEI膜形成較慢，較少，導致脹氣現象伴隨其一生。研究發現，在鈦酸鋰和電解液界面之間建立隔絕層(如構建納米碳包覆層于鈦酸鋰表面(LTO/C)，協同包覆層上形成的固體電解質界面(SEI)膜一方面減少了LTO材料與電解質的接觸面積，阻止氣體的出現。

另一方面碳本身可以出現SEI膜彌補LTO的不足，同時還可以增強LTO材料的導電性。上述研究成果對解決鈦酸鋰離子電池產氣行為具有重要的意義，對高能量的鈦酸鋰動力鋰電池設計與規?；瘧煤桶l展具有促進用途。

（3）改善電解液功能性。關于新型電解液的開發，很多專利都傾向于添加劑的使用，以促成在LTO表面形成致密SEI膜，來抑制LTO與電解液界面副反應的發生。某些電解劑添加劑，例如氟化的碳酸鹽和磷酸鹽，有利于在正極表面形成穩定SEI膜，減少正極表面金屬離子的溶解，從而降低氣體的出現。

成膜添加劑也能抑制產氣量，加入的成膜添加劑有硼酸鋰鹽、丁二腈或己二腈、R-CO-CH=N2結構的化合物（其中R為C1～C8的烷基或苯基）、環狀磷酸酯、苯基衍生物、苯乙炔衍生物、LiF添加劑等，這些成膜添加劑都有利于LTO表面形成SEI膜，一定程度上抑制了脹氣的發生。

（4）正極表面涂層。在正極表面覆蓋穩定的化合物，例如氧化鋁等能夠有效抑制金屬離子溶解。但是過于復雜的包覆層會抑制鋰離子脫嵌，影響材料電化學性能。

（5）提高電池生產工藝。電池生產時，要控制環境濕度、操作過程水分引入等。從氣體的出現原因可知，空氣中的水分會與正極材料反應形成碳酸鋰并加速電解質分解，生成二氧化碳。此外，鈦酸鋰材料本身具有極強的吸水性（要在干房進行操作），負極極片吸收水分后會與電解液可逆分解所出現的PF5反應生成H2，因此嚴格的水分控制至關重要。