แก๊สปัญหาเป็นเรื่องธรรมดามากในอิเล็กโทรไลของเหลวโดยใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปก๊าซส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสองขั้นตอน: ขั้นตอนแรกเข้ายังคงเป็น Li + ฝังลงในขั้วลบ, ศักยภาพของขั้วลบค่อยๆลดลง เมื่อมีศักยภาพเชิงลบจะลดลงไปประมาณ 1V เช่น EC แก้ปัญหาไฟฟ้าตัวทำละลายและสารเติมแต่งอิเล็กเช่น VC, FEC ฯลฯ เริ่มสลายตัวลดลงบนพื้นผิวขั้วลบฟิล์ม SEI จะเกิดขึ้นในขณะที่เรารู้ว่ามันและผลิต CO, CO 2, C2H4ก๊าซอื่น ๆ, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแพคเกจอ่อนดังนั้นในขั้นตอนการผลิตจะถูกสงวนไว้สำหรับห้องแก๊สและก๊าซที่ปล่อยออกมาหลังจากที่ก๊าซก๊าซขั้นตอนที่สองมากขึ้นส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านการใช้งานที่ไม่เหมาะสมในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การไฟฟ้าเหลวไม่เพียง แต่จะใช้สถานที่ที่ต่ำกว่าการลดการสลายตัวที่มีศักยภาพการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวจะเกิดขึ้นที่พื้นผิวแคโทดเมื่อศักยภาพที่สูงเกินไปสำหรับตัวอย่างเช่นเราได้รายงานก่อนหน้านี้วายเฟอร์นันเดมหาวิทยาลัยแห่งชาติออร์ลีนและฝรั่งเศสศึกษาอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าลิเธียม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขูดเลือดขูดเนื้อก๊าซหลักประกอบด้วยการปล่อยตัวในช่วง CO 2 (47%) , H2 (23%) , C2H4 (10%), โคโลราโด (4.9%) และ C 2H5F (4.6%) (ก๊าซชนิดใดที่ถูกสร้างขึ้นในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระหว่างการชาร์จไฟเกิน) แม้ว่าจะมาพร้อมกับการผลิตก๊าซอย่างต่อเนื่องในระหว่างรอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมีขนาดเล็กกว่าการผลิตก๊าซในสองขั้นตอนนี้ และอื่น ๆ
โดยทั่วไปเราเชื่อว่าการผลิตก๊าซคือการใช้ไฟฟ้าเหลวแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 'สิทธิบัตร' ในขณะที่การใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอิเล็กโทรไลของแข็งตั้งแต่อิเล็กโทรไลที่เป็นของแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีเสถียรภาพและไม่ได้มีแนวโน้มที่จะสลายตัวเราเชื่อว่ามันเป็นเรื่องปกติทุกแข็งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ไม่มีก๊าซอย่างไรก็ตามคาร์ลส์สถาบันเทคโนโลยี Timo Bartsch (ผู้แต่งคนแรกที่เขียนการสื่อสาร) Jürgen Janek (ผู้แต่ง) และ Torsten Brezesinski (ผู้แต่ง) การศึกษาพบวัสดุแคโทดชั้น Ni สูงและ แบตเตอรี่ thiophosphate ทั้งหมดแข็งของระบบอิเล็กโทรไลของแข็งจะยังคงผลิต CO หลังจากที่แรงดันไฟฟ้าชาร์จเกิน 4.5V 2และ O 2การวิจัยเพิ่มเติมระบุว่า CO 2ส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวของคาร์บอเนตบนพื้นผิวของวัสดุขั้วบวกบวกและ O 2ส่วนใหญ่จะมาจากการสลายตัวของวัสดุที่มีคาโทโทนนิกเกิลสูง
Timo Bartsch NCM622 ทดลองใช้เป็นวัสดุแคโทดเบต้าลี่ 3PS 4ในฐานะที่เป็นอิเล็กโทรไลโลหะในและหลี่ 4Ti 5O12ในฐานะที่เป็นขั้วลบ. NCM622 เรารู้ว่าวัสดุที่สัมผัสกับอากาศที่มีความชื้นและ CO 2ทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของอนุภาคของหลี่ที่ 2CO 3เพื่อที่จะลดสิ่งสกปรกในพื้นผิวของอนุภาคคาร์บอเนต Timo Bartsch NCM622 ความร้อนวัสดุที่รับการรักษาที่ 740 ℃บรรยากาศที่มีออกซิเจนอุณหภูมิสูง 2h โดยใช้การทดสอบการไตเตรทแสดงให้เห็นพื้นผิวของวัสดุ NCM622 ลี่ 2CO 3เนื้อหาที่ลดลงจาก 0.09% เป็น 0.03% แต่ NCM622 β-Li3PS4 วัสดุองค์ประกอบการรักษาเซลล์เต็มรูปแบบในช่วงค่าใช้จ่ายครั้งแรกที่จะทำให้เกิดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลของแข็งวงจรก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นโพลาไรซ์เพื่อให้ Timo Bartsch ที่ NCM622 วัสดุพื้นผิวที่เหมาะสมลี่ 2CO 3สำหรับอินเตอร์เฟซที่มีเสถียรภาพเป็นสิ่งจำเป็นมาก. ดังนั้นในการทดลองต่อมาที่ 13C ไอโซโทปวิธีการติดตามการสร้างชั้นหลี่ที่มี 95% ของพื้นผิวของอนุภาค NCM622 ที่ 213CO 3ชั้น (ประมาณ 0.72wt%) ใช้ในการติดตามแหล่งที่มาของก๊าซในแบตเตอรี่สถานะของแข็งทั้งหมด
หลังจาก NCM622 วัสดุอิเล็กโทรไลของแข็งประกอบด้วยที่มีข้อความ isotopically เช่นแบตเตอรี่แล้วที่ 45 ℃ระหว่าง 2.9-5.0V ขนาดเล็ก C / 20 อัตราการไหลเวียนในขณะที่การตรวจสอบสเปกโตรมิเตอร์มวลโดยใช้ก๊าซที่สร้างขึ้น. ใน TimoBartsch แรก โลหะเป็นขั้วลบสำหรับการทดสอบการชาร์จและการปฏิบัติในระหว่างการชาร์จ NCM622 วัสดุแรกกำลังการผลิตเฉพาะ 240mAh / g กำลังการผลิตจำหน่ายเป็น 204mAh / g ประสิทธิภาพเริ่มต้นของ 85% พบในข้างต้นอธิบายทั้งหมดแข็งแบตเตอรี่ตรวจพบโดยสเปกโตรมิเตอร์มวลในแหล่งกำเนิด ก๊าซหลักที่ผลิตในระหว่างการใช้คือ H 2, CO 2และ O 2โดยที่ H 2มันทำให้เกิดจุดสูงสุดที่แหลมคมในขณะที่กำลังเปิดเครื่องผู้เขียนเชื่อว่านี่เป็นสาเหตุหลักจากการสลายตัวของน้ำร่องรอยในระบบ 2มันถูกสร้างขึ้นในแต่ละรอบเมื่อแรงดันไฟฟ้ามาถึง 4.5V ในรอบแรก O 2เริ่มปลดปล่อยเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงสุดถึง O 2ปริมาณการปลดปล่อยจะเพิ่มขึ้นตามด้วยรอบของ O 2ปริมาณการผลิตลดลงอย่างมีนัยสำคัญผู้เขียนเชื่อว่านี่เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการสลายตัวและการปลดปล่อยวัสดุ NCM ที่สูง SoC 2เกิดจาก
จาก บริษัท 2ในแง่ของการปลดปล่อยหลังจากมีแรงดันไฟฟ้า 4.0V จุดสูงสุดที่มีการปลดปล่อยตัวเล็ก ๆ จะปรากฏขึ้นและจำนวนที่ปล่อยออกมาจะเริ่มขึ้นหลังจากที่แรงดันไฟฟ้ามาถึง 4.5V จากสเปกตรัมมวลปล่อยให้ CO สามารถเห็นได้ 2ไอโซโทปที่ติดฉลาก 13CO 2, 12CO จำนวนเล็กน้อย 2ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากพื้นผิวของอนุภาค NCM622 2CO 3ส่วนผสม (95% Li 213CO 3, 5% ของสามัญ Li 2CO 3สอดคล้องกันซึ่งหมายถึง CO ในแบตเตอรี่ที่เป็นของแข็งทั้งหมด 2Li ส่วนใหญ่มาจากพื้นผิวของอนุภาควัสดุ NCM622 2CO 3การสลายตัวด้วย O 2เหมือนกันในครั้งแรกค่าและปล่อย CO 2ปริมาณการผลิต CO มากที่สุดในอีกสองรอบ 2การผลิตได้ค่อยๆลดลง แต่ผู้เขียนยังสังเกตเห็นรายละเอียดที่นี่ CO ที่ตรวจพบในช่วงสามรอบแรก 2ปริมาณก๊าซทั้งหมดเป็นเพียงพื้นผิวของอนุภาค NCM622 Li 2CO 3ปริมาณทั้งหมดประมาณ 7% ซึ่งอาจเกิดจากสาเหตุสองประการคือประการแรกอัตราการสลายตัวของคาร์บอเนตในแบตเตอรี่ทั้งหมดเป็นของแข็งช้ากว่ามากหรือก๊าซที่สร้างขึ้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและการดูดซับทางกายภาพหรือการดูดซับสารเคมีเกิดขึ้น อย่างไรก็ตามในกรณีใด ๆ การผลิตก๊าซทั้งหมดของแบตเตอรี่สถานะของแข็งมีขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของเหลวที่เป็นของเหลวซึ่งเป็นข้อดีที่ชัดเจนของอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งทั้งหมด
งานของ Timo Bartsch ทำให้เราตระหนักดีว่าแม้แบตเตอรี่ที่เป็นของแข็งทั้งหมดอาจยังคงประสบกับปัญหาการผลิตก๊าซ NCM622 และβ-Li 3PS 4ระบบแบตเตอรี่แบบ solid-state ประกอบด้วย electrolyte และ metal ใน electrode negative ซึ่งส่วนใหญ่ผลิต CO ในระหว่างรอบ 2และ O 2ก๊าซสองชนิดซึ่ง CO 2Li ส่วนใหญ่มาจากผิวของอนุภาค NCM622 2CO 3การสลายตัว O 2ส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวของวัสดุ NCM622 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเรายังควรใส่ใจกับปัญหาการผลิตก๊าซในการออกแบบของแบตเตอรี่สถานะของแข็งทั้งหมดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของก๊าซที่เกิดขึ้นในระหว่างรอบการทำงานของแบตเตอรี่
