與其他種類電池相比，鋰離子電池有更高的電壓特性，使得它的能量密度也遠(yuǎn)高於其他種類電池，這主要是因?yàn)樵撾姵卣龢O電勢較高、負(fù)極電勢較低的原因。然而，不幸的是，在能量密度提升的同時(shí)，電解液的穩(wěn)定性明顯降低，易與電極材料發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體，內(nèi)壓升高，電池安全隱患增大。
俄羅斯唐州工業(yè)大學(xué)的N. Е. Galushkin課題組對NCM111鋰電池迴圈過程中產(chǎn)氣機(jī)理的分析。
為了區(qū)分正負(fù)極材料產(chǎn)生氣體的不同，研究者製作了一個(gè)具有雙腔室的鋰離子電池，NCM111正極、石墨負(fù)極分別位於其中的一個(gè)腔室，中間採用具有導(dǎo)通Li+功能的玻璃隔開，電解液用1.5M LiPF6的EC溶液。
NCM111鋰電池在2.6-4.2V之間進(jìn)行了四次迴圈，從開始充電到電壓達(dá)到4.0V這一範(fàn)圍內(nèi)，負(fù)極的乙烯濃度出現(xiàn)了快速增長，達(dá)到了10umol/m2，這主要是因?yàn)镾EI膜形成，EC溶劑發(fā)生分解導(dǎo)致的，在電壓達(dá)到4.0V以後，乙烯濃度的上升速度要明顯變慢，這表明SEI膜的成膜過程基本結(jié)束。
H2濃度雖電壓從充電開始到4.0V時(shí)增長較快，濃度達(dá)到了2.4umol/m2，主要產(chǎn)於電解液中殘留的水分。
CO2在電池電壓達(dá)到4.0V之前濃度很低，4.0V以後開始增加，主要來自於正極表面Li2CO3的分解。但在迴圈過程中的CO2持續(xù)產(chǎn)生，而不能觀測到O2的釋放，所以這一反應(yīng)機(jī)理並不能完全解釋CO2的產(chǎn)生機(jī)理。研究者認(rèn)為CO2還有可能因?yàn)殡娊庖悍纸猱a(chǎn)生的CO在Li2CO3等成分的催化下與水反應(yīng)生成的。
