鉅大LARGE | 點擊量:5386次 | 2020年10月29日
鋰離子電池SEI膜是什么?鋰離子電池SEI膜的特性介紹
鋰離子電池SEI膜是什么
在液態鋰離子電池首次充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發生反應,形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質的特點,是電子絕緣體Li+的優良導體,Li+可以經過該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱為固體電解質界面膜簡稱SEI膜。
成膜機理:SEI膜的形成過程,即電化學反應過程。在電壓達到一定值時,在負極表面會發生一系列的物理化學變化。在實際生產中,重要是電池化成這一步形成膜的,SEI膜重要由烷基脂鋰、碳酸鋰等組成,它具有多層結構,靠近電解液的一端較為致密,該膜在電極和電解液中間充當中間相,具有固體電解質的性質,且只允許鋰離子自由通過,而對電子絕緣。
鋰離子電池.jpg
鋰離子電池SEI膜的特性
SEI膜阻抗、對電極鈍化效果、鋰離子反復脫嵌過程中自身的柔韌性、鋰離子電池擴散速率,而這些特性最終決定了鋰離子脫嵌過程動力學以及電極/電解液界面的穩定性,從而決定了電池的循環壽命、自放電等性能。
SEI膜是由電解液分解產物組成的,因而電解液的組分很大程度上決定了SEI膜的特性,好的成膜溶劑和成膜添加劑不僅能在首圈循環中支持SEI膜的形成過程,同時也要減緩循環過程中SEI膜的老化過程。除此之外,負極材料的表面狀態、充放電機制也會影響SEI膜的性能。
SEI膜的結構由兩層或兩層以上的不同成分的物質組成。其中,第一層物質接近負極材料,較致密,由LizolB3-3]、LizCOg/3637]、LiOH38]、LiFI9]等無機產物組成;第二層物質附在第一層上面,由較疏松或多孔結構的烷氧碳酸鋰和聚合物等有機化合物組成。
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