鋰離子電池在化成、循環(huán)及存儲(chǔ)全場(chǎng)景中，持續(xù)釋放H?、O?、烯烴、烷烴、CO?和CO六類特征氣體，其累積引發(fā)的鼓包、容量衰減及熱失控風(fēng)險(xiǎn)，已成為制約動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池可靠性的核心瓶頸。這類氣體的生成與電解液穩(wěn)定性、正負(fù)極界面反應(yīng)及材料相變密切相關(guān)，其中電解液作為產(chǎn)氣最主要的源頭，其分子結(jié)構(gòu)與界面作用特性直接決定產(chǎn)氣強(qiáng)度與種類。相較于電極材料改性，從電解液視角構(gòu)建精準(zhǔn)抑制策略，更能從源頭切斷產(chǎn)氣路徑，因此成為當(dāng)前研究的核心方向。

六類氣體的產(chǎn)氣機(jī)制呈現(xiàn)顯著的“多反應(yīng)耦合、跨界面串?dāng)_”特征，突破了傳統(tǒng)單一反應(yīng)路徑的認(rèn)知。H?的生成不僅涉及痕量水的電解，更核心的是電解液溶劑在正極氧化質(zhì)子化后，跨界面擴(kuò)散至負(fù)極還原的協(xié)同反應(yīng)，且高鎳正極中Ni的催化作用會(huì)使該反應(yīng)速率提升3-5倍，黏結(jié)劑PVDF與鋰枝晶的相互作用也會(huì)釋放大量H?。O?的釋放集中于正極側(cè)，層狀NCM、LCO材料的不可逆相變會(huì)釋放晶格氧，以單線態(tài)氧形式經(jīng)能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化為O?，而正極表面殘余Li?CO?在充電過(guò)程中的分解則是另一重要來(lái)源。烯烴以C?H?為主，源于EC在負(fù)極還原分解與SEI膜修復(fù)的動(dòng)態(tài)平衡，SEI膜的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致該產(chǎn)氣過(guò)程持續(xù)發(fā)生；烷烴中CH?、C?H?則來(lái)自線性碳酸酯的選擇性斷鍵還原，且EC的異常分解也為CH?提供了額外來(lái)源。CO?作為含量最高的產(chǎn)氣成分，其生成路徑涵蓋導(dǎo)電炭黑氧化、正極殘堿與電解液反應(yīng)，以及溶劑的化學(xué)/電化學(xué)氧化，其中晶格氧引發(fā)的化學(xué)氧化占比超60%，且受電池SOC狀態(tài)調(diào)控而非單純依賴正極電勢(shì)。CO多為伴隨產(chǎn)物，既可能是CO?或烯烴生成的副產(chǎn)物，也可通過(guò)CO?在鋰化石墨負(fù)極的還原轉(zhuǎn)化產(chǎn)生。更關(guān)鍵的是，氣體在正負(fù)極間的串?dāng)_會(huì)放大安全風(fēng)險(xiǎn)，NCM正極釋放的活性氧與負(fù)極產(chǎn)生的還原性氣體相互作用，可引發(fā)無(wú)短路熱失控，而LFP電池雖無(wú)析氧問(wèn)題，但過(guò)充時(shí)H?、C?H?等氣體占比升高，導(dǎo)致爆炸風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。

基于電解液的產(chǎn)氣抑制策略，核心在于“提升體系穩(wěn)定性+構(gòu)建堅(jiān)固界面”的雙維度協(xié)同。在電解液改性方面，除水抑酸添加劑通過(guò)化學(xué)絡(luò)合或反應(yīng)清除痕量水與HF，硅氮烷、亞磷酸酯等可阻斷LiPF?的水解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；活性氧清除劑則利用P(Ⅲ)的化學(xué)吸附或硼化合物的物理吸附特性，捕獲晶格氧與單線態(tài)氧，避免溶劑氧化分解。“EC-free”電解液體系通過(guò)氟代碳酸乙烯酯（FEC）、雙三氟乙基碳酸酯（TFEC）等替代易分解的EC，搭配LiDFOB等鋰鹽，可使電解液氧化穩(wěn)定性提升至4.8V以上。氟代溶劑憑借低HOMO能級(jí)與強(qiáng)電負(fù)性，不僅自身耐氧化性優(yōu)異，還能在界面形成富含LiF的致密SEI膜，阻斷溶劑與電極的直接接觸。

界面優(yōu)化聚焦于“多功能添加劑精準(zhǔn)復(fù)配”，突破傳統(tǒng)單一添加劑的性能局限。富氟組合添加劑通過(guò)二氟草酸硼酸鹽與FEC、TFEC的協(xié)同作用，可梯次構(gòu)建穩(wěn)定的CEI與SEI膜，同時(shí)抑制過(guò)渡金屬溶出與SEI溶解，使產(chǎn)氣率降低40%以上。新型替代添加劑解決了傳統(tǒng)產(chǎn)品的缺陷，四乙烯基硅烷替代致癌的PS，在正負(fù)極表面形成高離子傳導(dǎo)率的硅烷聚合物SEI膜；三呋喃基亞磷酸酯則在保留除水抑酸功能的同時(shí)，改善電池高溫循環(huán)性能。添加劑復(fù)配策略更能實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效，DTD與LiDFP聯(lián)用可在SEI膜中引入Li?SO?與LixPOyFz，既抑制產(chǎn)氣又降低界面阻抗；LiDFOP與二氧戊環(huán)組合則通過(guò)聚合反應(yīng)形成無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合SEI，顯著提升界面機(jī)械穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：非晶涂布機(jī)
通過(guò)電解液分子設(shè)計(jì)、添加劑精準(zhǔn)復(fù)配與界面工程優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)六類氣體的靶向抑制，在提升電池安全性的同時(shí)保障循環(huán)壽命。未來(lái)需進(jìn)一步結(jié)合原位表征技術(shù)，揭示產(chǎn)氣反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，開(kāi)發(fā)兼具高穩(wěn)定性、低阻抗與環(huán)境兼容性的新型電解液體系。