解析鋰電池SEI膜形成機制

鋰離子電池的SEI膜形成機理

1.在一定的負電極電位下，到達電極/電解質液相界面的鋰離子與電解質中的溶劑分子、鋰離子、添加劑甚至雜質分子在電極/電解質液相界面發生不可逆反應。

鋰離子電池陰極與電解液的反應

2.不可逆反應重要發生在電池第一次充電時;

3.當電極表面完全被SEI膜覆蓋后，不可逆反應停止

4.一旦一個穩定的SEI膜形成，充放電過程可以重復

5.在電池第一次充電時，在Li+插層之前，在碳負極表面形成了致密的Li+可透性SEI膜

雙電子反應:

PC/EC+2e-丙烯/乙烯+CO?平方¯

公司?平方¯+李﹢-李?公司?烷基碳酸鋰單電子的反應:

PC/EC+e→PC+/EC+自由基

2PC/EC-自由基+2李﹢丙烯/乙烯+烷氧基碳酸鋰

烷氧基碳酸鋰+H?O-李?有限公司??++?(CH?哦)

有關SEI膜的Li+傳導機制有兩個假說:

1.光照在液體中到達SEI膜界面，在SEI膜中鋰鹽組分的用途下發生陽離子交換轉移;

2.液相中的Li+通過SEI膜微孔脫溶并直接遷移到電極體上

SEI膜的形成是碳負極與電解液相互用途的結果，其穩定性取決于電極和電解液的性質

1.電極界面性質對SEI膜穩定性的影響

2.電解液組成對SEI膜穩定性的影響

3.電解液中雜質的影響

4.溫度的影響

5.電流密度的影響

SEI膜并不是一個簡單的電極表面沉積蓋層,膜組件和電極界面的原子或原子團的連接結構,這是SEI組件的實現必要的,以確保穩定的碳負極氧化后的弱形式與少量的不規則界面哦,-羧基酸性組,如容易變成的過程中電極奧利或羧基鋰鹽組,使其穩定存在于電極/電解質界面中。氧化石墨可在EC、EMC等電解質中迅速形成穩定的SEI膜，從而降低電極的不可逆損耗。

電解質的組成在很大程度上決定了SEI膜的化學組成。化學成分不同，膜的結構和性能必然不同，所以電解質的組成是影響SEI膜性能的關鍵。

一般認為，在高溫條件下，SEI膜的穩定性和電極的循環性能會下降。這是因為高溫條件下加速SEI膜的溶解和co-embedding溶劑分子,而在低溫條件下形成的SEI膜致密、穩定和低阻抗,但在低溫條件下形成的SEI膜高溫下容易分解。

由于不同離子的擴散速率和離子遷移數不同，陰極表面電解質組分的還原和分解實際上是多種反應的結果。因此，不同電流密度下電化學反應的重要形式不同，導致膜的組成不同。結果表明，電流密度對膜的厚度影響不大，但可以顯著改變膜的組成。

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