锂离子电池SEI形成机制及SEI对锂离子电池的影响

SEI膜

1.SEI形成机制

当锂离子电池首次充放电,少量的极性非质子溶剂的电解液将进行还原反应后获得一些电子,将结合锂离子出现界面膜厚度约为100-120nm,SEI。SEI通常在电极材料和电解质之间的固液界面形成。锂离子电池开始充电时,锂离子从正极的活性物质,进入电解液,可以穿透细胞膜,进入电解液,最后插入层状碳负极材料的缺口,锂离子完成一个完整的unimbedding行为。在这一点上，电子从正极出来，从外环出来，进入负碳材料。氧化还原反应发生在电解液中的电子、溶剂和锂离子之间。溶剂分子得到电子后与锂离子结合形成SEI，生成H2、CO、CH2等气体。随着SEI厚度的新增，形成钝化层，直至电子无法穿透，抑制氧化还原反应。

2.SEI的组成部分是什么?

SEI的厚度约为100-120nm，其组成随电解质的组成而变化。它一般由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、lico2-r、醇盐和不导电聚合物组成。它是一种多层结构，一边靠近电解质多孔，一边靠近电极致密。

3.SEI对锂离子电池的影响?

SEI的用途应该从它自身的特性来分析，即:SEI是电极材料和电解液之间的界面层，将两者分开。(2)具有固体电解质特性;锂离子可以通过(锂离子的良导体)，但电子不能。SEI在碳负极锂离子电池的性能中起着重要的用途。

首先，SEI在第一次充放电时完成，导致锂离子消耗。锂离子的消耗新增了电池的不可逆容量，降低了电极材料的充放电效率(库仑效率)。

其次，SEI膜不溶于有机溶剂，可以稳定存在于有机电解质溶液中。电脑的一部分被发现存在于电解质,阳极材料嵌入PC电极材料容易损坏,假如可以在电解液中添加适当的添加剂促使SEI的形成,可以有效防止溶剂分子嵌入,防止因为溶剂造成的破坏分子的嵌入电极材料,从而大大提高电极的循环性能和使用寿命。

第三，SEI允许锂离子通过，但禁止电子通过，一方面保证了摇臂充放电循环的持续性，另一方面又阻碍了锂离子的进一步消耗，提高了电池的使用寿命。