發布時間:2021-09-29 02:04:49
鋰離子電池SEI膜是什么?鋰電池SEI膜對電池性能的影響。眾所周知，鋰離子電池在許多極性非質子溶劑系統中具有顯著的穩固性，這是由于在這些電解液中它們被一層外面所鈍化的緣故，人們稱之為SEI膜。電池的循環壽命強烈地依賴于鋰的消融/沉積歷程中不能逆容量，SEI膜的形成在其中起著主要的作用。
鋰離子電池SEI膜是什么
在液態鋰離子電池首次充放電歷程中,電極質料與電解液在固液相界面上發生反映,形成一層籠罩于電極質料外面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質的特征,是電子絕緣體Li 的優良導體，Li 可以經由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膜的形成歷程，即電化學反映歷程。在電壓到達一定值時，在負極外面會發生一系列的物理化學轉變。在現實生產中，主要是電池化成這一步形成膜的，SEI膜主要由烷基脂鋰、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央充當中央相，具有固體電解質的性子，且只允許鋰離子自由通過，而對電子絕緣。
鋰離子電池SEI膜的特征
SEI膜阻抗、對電極鈍化效果、鋰離子頻頻脫嵌歷程中自身的柔韌性、鋰離子電池擴散速率，而這些特征最終決議了鋰離子脫嵌歷程動力學以及電極/電解液界面的穩固性，從而決議了電池的循環壽命、自放電等性能。
SEI膜是由電解液剖析產物組成的，因而電解液的組分很洪水平上決議了SEI膜的特征，好的成膜溶劑和成膜添加劑不僅能在首圈循環中支持SEI膜的形成歷程，同時也要減緩循環歷程中SEI膜的老化歷程。除此之外，負極質料的外面狀態、充放電機制也會影響SEI膜的性能。
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SEI膜的結構由兩層或兩層以上的差異因素的物質組成。其中，第一層物質靠近負極質料，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，由較松散或多孔結構的烷氧碳酸鋰和聚合物等有機化合物組成。
鋰電池SEI膜對電池性能的影響
SEI的作用要從其自己的特征來舉行剖析，其特點是：①SEI是電極質料與電解液中央的一個界面層，將兩者脫離開來。②具有固體電解質的特征；③Li 可以順遂通過，而電子卻無法通過。
1、有金屬鋰和電解液組分之間的反映造成的侵蝕水平是由其外面SEI膜的鈍化性能決議的。
2、鋰的消融-沉積歷程中必須通過SEI膜發生，而且鋰離子通過SEI膜遷徙是鋰沉積-消融歷程的速率控制步驟，它決議了鋰沉積-消融歷程的平均性。當鋰的沉積是平均的時刻，在循環歷程中，金屬鋰就可以大部門阻止侵蝕，這樣鋰電極就可以獲得較好的循環效率。
3、鋰離子能夠通過SEI膜發生鋰的沉積和消融歷程，但在消融和沉積歷程中，由于主要由離子組分組成的SEI膜很難順應上述歷程鋰外面形態的轉變，因此SEI膜發生破碎，導致了“裸鋰”的發生，以及它的電解液的更進一步反映，因此在鋰的重復沉積-溶劑熱歷程中，鋰和電解液組分不停被消耗，導致鋰電極循環性能衰減。
4、SEI膜的破碎會導致形成一些高活性位，從而加速這些部位鋰的沉積和溶劑速率，導致鋰電極外面電流分配的不平均性，不平均性和枝晶的天生導致泛起一系列的平安問題，這就是金屬鋰蓄電池商品化應用遭到失敗的主要緣故原由。
許多電極/電解質界面反映決議了鋰離子電池性能，SEI膜對鋰離子電池的不能逆容量、循環性能、嵌鋰穩固性和動力學性子等都有主要影響，而SEI膜的組成和性能等主要受電解液組成的影響。
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