锂离子电池SEI膜是什么
在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层,具有固体电解质的特点,是电子绝缘体Li+的优良导体,Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出,因此这层钝化膜被称为固体电解质界面膜简称SEI膜。
成膜机理:SEI膜的形成过程,即电化学反应过程。在电压达到一定值时,在负极表面会发生一系列的物理化学变化。在实际生产中,重要是电池化成这一步形成膜的,SEI膜重要由烷基脂锂、碳酸锂等组成,它具有多层结构,靠近电解液的一端较为致密,该膜在电极和电解液中间充当中间相,具有固体电解质的性质,且只允许锂离子自由通过,而对电子绝缘。
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锂离子电池SEI膜的特性
SEI膜阻抗、对电极钝化效果、锂离子反复脱嵌过程中自身的柔韧性、锂离子电池扩散速率,而这些特性最终决定了锂离子脱嵌过程动力学以及电极/电解液界面的稳定性,从而决定了电池的循环寿命、自放电等性能。
SEI膜是由电解液分解产物组成的,因而电解液的组分很大程度上决定了SEI膜的特性,好的成膜溶剂和成膜添加剂不仅能在首圈循环中支持SEI膜的形成过程,同时也要减缓循环过程中SEI膜的老化过程。除此之外,负极材料的表面状态、充放电机制也会影响SEI膜的性能。
SEI膜的结构由两层或两层以上的不同成分的物质组成。其中,第一层物质接近负极材料,较致密,由LizolB3-3]、LizCOg/3637]、LiOH38]、LiFI9]等无机产物组成;第二层物质附在第一层上面,由较疏松或多孔结构的烷氧碳酸锂和聚合物等有机化合物组成。