由產(chǎn)氣機(jī)理部分可知，電池產(chǎn)生的氣體主要有CO2、CO、H2、CxHy、CxHyOz、CxHyF、POF3和HF等。大部分研究表明，CO2、CO、H2和CxHy的占比較大。A.W.Golubkov等研究了3種不同材料體系的18650型鋰離子電池在滿電狀態(tài)下熱失控的氣體成分及比例，發(fā)現(xiàn)H2、CO2和CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于80%。其余為CxHy。黃崢等研究86Ah磷酸鐵鋰鋰離子電池在過熱條件下的熱失控行為，通過FTIR技術(shù)，分析熱失控氣體的種類及占比，其中主要成分為CO2、H2，二者體積分?jǐn)?shù)分別為30.15%、39.50%。電池?zé)崾Э貧怏w成分會(huì)受到荷電狀態(tài)(SOC) 的影響。V. Somandepalli等研究表明，當(dāng)SOC從50%增加到100%，再增加到150%時(shí)，CO2體積分?jǐn)?shù)降低、CO體積分?jǐn)?shù)上升。

產(chǎn)氣量是熱失控的重要參數(shù)，不僅關(guān)系到電池設(shè)計(jì)時(shí)的泄壓設(shè)計(jì)，也關(guān)系到各組分的濃度等。在密閉空間內(nèi)進(jìn)行熱失控測(cè)試，產(chǎn)氣量可基于理想氣體狀態(tài)方程[式(14)]計(jì)算：

 式(14)中：n為氣體物質(zhì)的量；P為氣體的絕對(duì)壓力；V為氣體的體積；Rm為理想氣體常數(shù)；T為熱力學(xué)溫度。

基于理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算產(chǎn)氣量的方法比較簡(jiǎn)單，目前得到了廣泛使用。A.W.Golubkov等使用該方法，通過測(cè)量反應(yīng)前后的氣體溫度，計(jì)算熱失控產(chǎn)生的氣體量。實(shí)際上，熱失控過程中，在密閉的容器內(nèi)，氣體會(huì)存在較大的溫度梯度，導(dǎo)致計(jì)算的產(chǎn)氣量結(jié)果存在偏差。S. Koch等提出，測(cè)量熱失控前后氮?dú)?N2)濃度變化，以計(jì)算熱失控的產(chǎn)氣量，公式為：

式(15)中：V1為熱失控后的氣體體積；V0為密閉容器的體積；CN 20為空氣中氮?dú)獾臐舛?；CN2為熱失控后測(cè)得的氮?dú)鉂舛?；C為熱失控后測(cè)得的氣體濃度。

熱失控產(chǎn)氣量與電池材料體系、電池的SOC等因素有關(guān)。在同等容量或質(zhì)量情況下，NCM體系鋰離子電池的產(chǎn)氣量要高于磷酸鐵鋰體系鋰離子電池。Z.H.Huang等對(duì)額定容量為100Ah的NCM鋰離子電池和105Ah的磷酸鐵鋰鋰離子電池的熱失控傳播行為進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩種電池的產(chǎn)氣量分別為21.09g和4.17g。D. Sturk等發(fā)現(xiàn)，在惰性氣氛中加熱，使電池發(fā)生熱失控，磷酸鐵鋰鋰離子電池、NCM鋰離子電池的產(chǎn)氣量分別為42L/kg、780L/kg。

通常，電池的SOC越高，電極材料的反應(yīng)活性越高，穩(wěn)定性就越低，越容易引發(fā)更多的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，在同等條件下，SOC越高的電池，產(chǎn)氣量也越高。馬彪等對(duì)50%SOC、100%SOC的18650型三元正極NCM鋰離子電池進(jìn)行分析，結(jié)果表明，50%SOC的電池產(chǎn)氣量為2.37L，100%SOC的電池產(chǎn)氣量達(dá)到了4.28L。

鋰離子電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的部分氣體具有毒性，對(duì)人體和環(huán)境造成危害，目前較受關(guān)注的有CO、SO2、HF和POF3等。

CO極易與人體血紅蛋白結(jié)合，造成缺氧窒息，屬于有毒氣體，在鋰離子電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象中普遍存在，且占總氣體的比例較高。

HF和氟化物氣體具有強(qiáng)烈的腐蝕性，進(jìn)入人體內(nèi)，會(huì)破壞生理平衡，是熱失控中的劇毒類氣體。鋰離子電池電解質(zhì)中廣泛使用了LiPF6和PVDF黏結(jié)劑，因此，熱失控氣體中都存在HF及氟化物氣體。A. Hammami等的研究結(jié)果表明，在EC+LiPF6或EC+LiBF4溶液體系下的鈷酸鋰、錳酸鋰等鋰離子電池，熱失控過程會(huì)產(chǎn)生2-氟乙醇等劇毒含氟有機(jī)物。F.Larsson等對(duì)鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷鋁酸鋰鋰離子電池的氟化物進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)使用這3種正極材料的電池均會(huì)釋放HF和POF3氣體，排放量分別為20~200mg/W·h、15~22mg/W·h；電池的SOC與HF釋放量沒有明顯關(guān)系，磷酸鐵鋰鋰離子電池HF的釋放量最大。A.Nedjalkov等在發(fā)生熱失控的40Ah軟包裝NCM鋰離子電池中檢測(cè)到，HF的含量高達(dá)0.1%。

SO2是對(duì)人體有害的毒性氣體之一。有硫基添加劑的電池會(huì)釋放SO2氣體。A.Lecocq等研究發(fā)現(xiàn)，100%SOC、50%SOC和0SOC的4.2W·h磷酸鐵鋰鋰離子電池，SO2排放量分別為118mg、142mg和200mg；P. Ribiere等研究表明，SOC為100%、50%的2.9Ah錳酸鋰電池，SO2的釋放量分別為(220±30)mg、(85±40)mg。

除上述氣體外，J.Sun等發(fā)現(xiàn)，電池?zé)崾Э貧怏w中還存在其他有機(jī)類毒性氣體，如丙腈、丁烷、2-甲基-2丙烷氮、丙烯醛和環(huán)氧丙烷等，且100%SOC電池釋放的有毒氣體種類最多。

電池?zé)崾Э蒯尫诺臍怏w除了具有毒性外,還有燃燒爆炸的風(fēng)險(xiǎn)?？扇紭O限是評(píng)價(jià)可燃混合氣體燃爆危險(xiǎn)性的主要指標(biāo)之一，表示遇到火源發(fā)生燃爆的可燃?xì)鉂舛确秶?。針?duì)電池?zé)崾Э氐目扇紭O限研究，方法主要有實(shí)驗(yàn)測(cè)量法、公式計(jì)算法和仿真模擬法等。勒夏特列公式[式(16)]的應(yīng)用較多，用于計(jì)算可燃極限的精度較高。