锂离子电池负极材料钛酸锂Li4Ti5O12(LTO)具有尖晶石结构，在充放电过程中晶胞体积几乎保持不变，被称为“零应变”材料，具有热稳定性好、循环寿命长、安全性能好等优点，在动力电池领域具有很好的应用前景。　　镍钴锰酸锂LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)具有能量密度高、价格适中、安全性良好等特点，成为了与LTO匹配的最佳选择。本文着重研究了在以NCM为正极、LTO为负极的全电池中，不同过量设计对电池电化学性能的影响;同时，深入研究了在正极过量设计下，LTO克容量发挥偏低的机制;进一步地，研究了LTO电池的胀气机理，找到了一种可以抑制胀气的方法。本文得到了以下成果:　　1.在NCM/LTO下，正极过量设计有利于提升电池的高温储存和高温循环性能;而负极过量设计有利于提高材料克容量的实际发挥和低温性能。不同过量设计对电性能影响的机制为:　　(1)钛酸锂电池高温条件（含储存和循环）下，气体主要来源于负极，在正极过量设计时，负极电位较低，电池在化成老化过程中电解液更易于在钛酸锂表面电化学还原形成SEI膜，抑制电解液的进一步还原分解，因此高温存储和高温循环性能在正极过量设计时更为优异。　　(2)不同过量设计下，钛酸锂克容量的差异主要是由于不同过量设计下正负极的电位存在差异，同时正负极的电位曲线特征不同产生的。正极过量设计下，电位的变化主要取决于负极，负极由于储锂位置有限会先到达电位拐点导致电压截止，而负极过量时，电位的变化主要取决于正极，正极曲线呈S形，且负极储锂位置较充足难以到达电位拐点，因而负极过量时可以放出更多的容量。　　2.正极过量设计下，NCM/LTO具有良好的高温储存和高温循环性能，但LTO的克容量发挥低于(15％-20％)理论值。分析了动力学因素（LTO电子导电率低）、不同正极下LTO克容量的差异，正极材料首次效率的影响，最终得出了NCM首次效率偏低是影响LTO克容量发挥的主要因素。具体机制为:一般来说，在正负极材料匹配成全电池时，最好选用首次效率相接近的材料，而在NCM/LTO电池体系中，LTO首次效率高达99％以上，NCM首次效率仅为85％左右。在这种情况下，NCM在首次充电过程中的产生的不可逆容量便会导致对电极LTO中的锂在放电过程中不能全部释放出来，不可逆的锂只能继续留在LTO中占据储锂位，这样就导致了LTO在后期循环中的可用储锂位减少。通过升高温度，使电解液与残留在LTO中的锂发生不可逆反应，消除了过剩锂在LTO中的无效占据，增加了LTO中的可利用储锂位，即LTO的克容量增加。　　3.不仅LTO与电解液发生的界面副反应导致了胀气的发生，而且LTO表面SEI膜的不断形成和分解也是产生气体H2，CO，CO2，C2H4的原因。充放电过程中，LTO与电解液中的有机溶剂EC，EMC，锂盐LiPF6等发生界面副反应形成SEI膜，其主要成分为(CH2OCO2Li)2，Li2CO3, LiF和少量的PEO寡聚物(-CH2-CH2-O-)n或ROLi，随着温度的升高，界面副反应加速且形成的SEI膜高温不稳定易分解，其主要成分ROCO2Li会分解形成C2H4，从而导致了高温的胀气更为明显。通过向电解液中加入添加剂丁二腈(SN)可以明显抑制LTO的胀气，提高电池的电化学性能。