鋰離子聚合物電池由於使用壽命長和容量大而被廣泛使用。 但是，可能會出現一些問題，例如膨脹，安全性能不理想以及加速的循環壽命衰減。
在這裡，我們將主要關注電池膨脹及其原因，可以將其分為兩類：第一類是電極厚度變化的結果，另一類是由於電解質電極氧化和分解而產生的氣體的結果。
1. 電極極片的厚度變化
當使用鋰電池時，電極極片，特別是石墨負極的厚度將在一定程度上變化。
鋰電池在高溫儲存和循環後易於膨脹，並且厚度增長率約為6％至20％。 其中，正極的膨脹率只有4％，負極的膨脹率超過20％。
鋰電池極靴的厚度增加的根本原因是由於石墨的性質。 當插入鋰時，負極石墨形成LiCx（LiC24，LiC12，LiC6等），並且晶格間距發生變化，從而導致微觀內應力和負極膨脹。
該圖為石墨陽極板在放置，充電和放電過程中結構變化的示意圖
石墨負極的膨脹主要是由於鋰插入後不可逆的膨脹引起的。 膨脹的這一部分主要與粒徑，粘合劑和極靴的結構有關。 負極的膨脹會導致鐵芯變形，進而導致以下情況：電極和隔膜之間的空腔，負極顆粒中的微裂紋，固體電解質界面（SEI）膜的破裂和重組， 電解質的消耗和循環性能的下降。
儘管粘合劑的性質和極片的結構參數是兩個最重要的原因，但有許多因素會影響負極極片的厚度。
石墨負極的常用粘合劑是SBR。 不同的粘合劑具有不同的彈性模量和機械強度，並且對極靴的厚度具有不同的影響。 極靴被覆後的滾動力也會影響電池使用中負極塊的厚度。
如果添加的SBR量不一致，則在軋製過程中極靴上的壓力會有所不同。 不同的壓力會導致極靴產生的殘餘應力產生一定的差異。 壓力越高，殘餘應力越大，這將導致物理存儲擴展，充滿電狀態以及空電狀態的擴展速率增加。
陽極的膨脹導致線圈芯變形，這影響鋰的嵌入度和負極的Li +擴散速率，從而嚴重影響電池的循環性能。
2. 鋰電池氣體產生引起的膨脹
電池中產生的氣體是電池膨脹的另一個重要原因。根據電池是處於正常溫度循環，高溫循環還是高溫擱架，它會產生不同程度的溶脹和產氣。
根據目前的研究結果，電芯膨脹基本上是由電解質的分解引起的。電解質分解有兩種情況：一種是電解質中存在雜質，例如水分和金屬雜質，這些雜質會導致電解質分解並產生氣體。另一個是電解質的電化學窗口太低，這會導致在充電過程中分解。
組裝鋰電池後，在預成型過程中會產生少量氣體。這些氣體是不可避免的，並且也是電池不可逆容量損失的根源。
在第一次充放電過程中，從外部電路到負極的電子與負極表面的電解質發生反應，產生氣體。 在該過程中，SEI形成在石墨負極的表面上。 隨著SEI厚度的增加，電子無法滲透並抑制電解質的連續氧化和分解。
使用電池時，由於電解液中存在雜質或電池中水分過多，內部氣體的產生逐漸增加。 電解液中的這些雜質需要仔細清除。 電解質本身，電池包裝不當，濕氣或角落損壞可能會導致水分控制不充分。 任何過度充電和過度放電，濫用和內部短路也會加速電池的產氣率並導致電池故障。
在不同的系統中，電池膨脹的程度是不同的。
例如，在石墨陽極系統電池中，氣體膨脹的主要原因是SEI膜的形成，電池中水分過多，化學轉化過程異常，包裝不良等。
在鈦酸鋰陽極系統中，電池膨脹更嚴重。 除電解質中的雜質和水分外，鈦酸鋰不能像石墨陽極系統電池那樣在其表面上形成SEI膜，以抑制其與電解質的反應。
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