锂离子电池产气的全面研究：产气来源、影响因素以及解决方案

锂离子电池在储存或循环过程中的产气行为是电池行业的一个重要问题。在电池使用期间，软包电池的胀气会对性能产生负面影响，并存在安全风险。目前已发现几种不同的电解液添加剂能成功地减少气体的产生。然而，尚未发现一种添加剂可完全避免产气。此外，了解不同气体种类的来源及其形成条件，将有助于合理设计具有优异热稳定性和减少产气的电解液配方。

近日，美国Silatronix Inc.公司Sarah L. Guillot等人在4.35 V石墨/NMC622（LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2）多层软包电池中，通过性能测试和机理研究，评估了高温储存测试条件下由Silatronix®开发的新型有机硅腈（OS）以及常见添加剂（即1,3-丙磺酸内酯、丁二腈）对电池产气的影响。作者分别研究了OS材料与这些添加剂之间的潜在协同作用、产气行为与电解液组成和测试条件的关系以及产气行为与电极表面化学的关系。实验结果表明，在60℃储存期间，不同的OS含量均会减少气体的产生，并且OS含量越高，效益越大。总的来说，有机硅添加剂在保持电池性能的同时，大大减少了碳酸酯电解液的产气。相关工作以题为“Reduced Gassing In Lithium-Ion Batteries With Organosilicon Additives”发表在国际著名期刊J. Electrochem. Soc.上。

通过对电池高温存储期间产气的研究，作者发现两种含氟有机硅腈添加剂OS3-A和OS3-B相较于对照组明显减少了气体产生。所有气体都会因添加这些OS添加剂而减少，其中CO2的减少量最大。进一步研究表明，随着OS3-A添加剂浓度的增加，气体的产生量可以进一步降低。而且OS3-A添加剂与1,3-丙磺酸内酯具有协同作用。此外，作者还研究了电池高温储存过程中产气的机理，以及OS3-A对这些的影响。总体而言，OS添加剂表现出优异的降低产气性能。

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