LTO電池氣脹的影響因素和機理

水分

LTO材料由于其表面特殊性，納米級的顆粒非常容易吸水，且難以除去，下面是LTO表面吸水和CO2的反應原理示意圖：

主要反應如下，使LTO表面生成了LiOH和LiCO3

不同水分含量對LTO電池產(chǎn)氣的影響

可以看出隨著水分含量的升高，電池的產(chǎn)氣量越來越多，在首次化成中，普通石墨電極中的水在電位1.2V附近分解，而LTO電極中吸收的水分在化成后可能依舊存在，主要是其LTO的工作電位高于1.3V，殘留的水與電解液中的PF6-反應生成POF3，POF3化學催化了碳酸酯分解，進而產(chǎn)生了CO2，這是氣脹的主要氣體來源。

當正極電位達到3.5V以上時，導電劑或是LFP上包覆的C被氧化生成CO2，OH-與EC或PC類等碳酸酯的反應產(chǎn)物并結(jié)合CO2就生成了沉積在LTO表面的烷基碳酸脂類的低聚物，該低聚物是導致LTO電池循環(huán)性能惡化的主要原因。

電解液在LTO表面的還原分解

LTO電池產(chǎn)生的氣體主要成分包括H2、CO、CO2及小分子的烷烴、烯烴等，因此有機溶劑在LTO電極上的催化分解反應被認為是電池氣脹的主要來源。

反應機理如下圖：

CO2由有機溶劑的脫羧基反應產(chǎn)生；

烷基碳酸鹽中的烷氧基在LTO的催化作用下發(fā)生脫氫反應生成H2；

溶劑脫氫反應的中間產(chǎn)物也可以接受電子和Li+進行脫羰反應生成CO；其中CO2也可被還原成CO