電池在20℃和45℃下的循環(huán)性能曲線如下圖所示，從結(jié)果上來(lái)看，溫度對(duì)電池的循環(huán)性能有著顯著的影響，在45℃下循環(huán)的電池具有更好的循環(huán)性能，壽命終止時(shí)循環(huán)次數(shù)在1500次左右，而20℃下電池的循環(huán)性能很差，僅僅循環(huán)300次左右就已經(jīng)達(dá)到了壽命終止，分析認(rèn)為，導(dǎo)致20℃下電池的循環(huán)性能差的原因主要是因?yàn)?span>PC溶劑的共嵌入和石墨片層剝落。
從新電池、20℃和45℃循環(huán)電池內(nèi)獲取的電解液的氣相色譜分析結(jié)果，為了便于分析XaverMonnighoff將分析結(jié)果分為三個(gè)部分，分別是3-7min，7-10min和10-13min。在區(qū)域1中，新電池的電解液檢測(cè)到了三個(gè)峰值，分別對(duì)應(yīng)的是EMC和單氟磷酸鹽EMFP(可能是電池在化成和SEI成膜過(guò)程中由于VC分解產(chǎn)生)，以及VC。在45℃循環(huán)電池的電解液中只發(fā)現(xiàn)了EMC和EMFP，這說(shuō)明在成膜過(guò)程中已經(jīng)將VC完全消耗。
而在20℃循環(huán)的電池中發(fā)現(xiàn)了多種分解產(chǎn)物，從圖片上能夠看到EMC(1號(hào)峰)，DMFP(2號(hào)峰)和EMFP(5號(hào)峰)，以及其他三種含有丙烯鏈的產(chǎn)物(3，4和6號(hào)峰)，電池網(wǎng)分別為甲基異丙基碳酸酯(3號(hào)峰MiPrC)，碳酸甲丙酯(4號(hào)峰MPrC)，1，2-二乙氧基丙烷(6號(hào)峰)，沒(méi)有檢測(cè)到VC。
這其中1，2和5號(hào)峰所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物的形成機(jī)理都已經(jīng)有過(guò)報(bào)道，而3，4和6號(hào)峰所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物還暫時(shí)沒(méi)有報(bào)道，經(jīng)過(guò)分析XaverMonnighoff認(rèn)為3，4號(hào)產(chǎn)物的產(chǎn)生機(jī)理如下式所示。6號(hào)峰所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物的形成機(jī)理可能是PC溶劑的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，
在7-10min鐘的范圍內(nèi)，在新電池的電解液中檢測(cè)到了FEC和氟磷酸二乙酯DEFP(7號(hào)峰)，在45℃循環(huán)的電池能夠檢測(cè)到FEC，但是20℃循環(huán)的電池沒(méi)有檢測(cè)到FEC，表明所有的FEC都已經(jīng)被消耗了，并且檢測(cè)到了另外幾種分解產(chǎn)物，其中8號(hào)峰對(duì)應(yīng)的為2,2-二甲氧基乙酸甲酯，9號(hào)峰為2-甲氧基乙基甲基碳酸酯，10號(hào)峰為TMP，這在之前的文章中也都有報(bào)道。
在10-13min的范圍內(nèi)，在新電池提取的電解液中檢測(cè)到了PS和甲氧基-EC(11號(hào)峰)，甲氧基-EC是在化成過(guò)程中VC與甲醇鋰LiOMe反應(yīng)的產(chǎn)物，由于VC對(duì)LiOMe的捕獲效應(yīng)，VC能夠抑制在化成和循環(huán)過(guò)程中碳酸烷酯的形成(例如12號(hào)峰對(duì)應(yīng)的DMDOHC和15號(hào)峰對(duì)應(yīng)的EMDOHC)。在45℃循環(huán)的電池能夠檢測(cè)到11號(hào)峰和12號(hào)峰對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物，還有一種無(wú)法確定結(jié)構(gòu)的分解產(chǎn)物。
而20℃循環(huán)的電池，除了檢測(cè)到11號(hào)和12號(hào)峰對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物外，還檢測(cè)到了另外6種分解產(chǎn)物，下圖是13號(hào)峰所對(duì)應(yīng)的分解產(chǎn)物的形成機(jī)理，15號(hào)峰所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為EMDOHC，可能是EC與LiOMe或者EMC和DMC的反應(yīng)產(chǎn)物。
對(duì)16號(hào)峰進(jìn)行詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，分解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)甲氧基側(cè)鏈，但是更詳盡的結(jié)構(gòu)信息暫時(shí)還無(wú)法獲取。17號(hào)峰分析發(fā)現(xiàn)，該峰對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物含有甲醇鹽和丙醇鹽側(cè)鏈，而18號(hào)峰對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物則含有兩個(gè)甲醇鹽的側(cè)鏈。
鋰電池廠商從上述的分析結(jié)果來(lái)看，在20℃和45℃循環(huán)電池的電解液分解產(chǎn)物有很大的不同，在20℃下，由于SEI膜保護(hù)不充分，電解液中的許多的線性和環(huán)狀碳酸酯發(fā)生了分解，從而導(dǎo)致電池在20℃下性能快速下降。
