解析锂电池SEI膜形成机制

锂离子电池的SEI膜形成机理

1.在一定的负电极电位下，到达电极/电解质液相界面的锂离子与电解质中的溶剂分子、锂离子、添加剂甚至杂质分子在电极/电解质液相界面发生不可逆反应。

锂离子电池阴极与电解液的反应

2.不可逆反应重要发生在电池第一次充电时;

3.当电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应停止

4.一旦一个稳定的SEI膜形成，充放电过程可以重复

5.在电池第一次充电时，在Li+插层之前，在碳负极表面形成了致密的Li+可透性SEI膜

双电子反应:

PC/EC+2e-丙烯/乙烯+CO₃平方¯

公司₃平方¯+李﹢-李₂公司₃烷基碳酸锂单电子的反应:

PC/EC+e→PC+/EC+自由基

2PC/EC-自由基+2李﹢丙烯/乙烯+烷氧基碳酸锂

烷氧基碳酸锂+H₂O-李₂有限公司₂₃++₂(CH₂哦)

有关SEI膜的Li+传导机制有两个假说:

1.光照在液体中到达SEI膜界面，在SEI膜中锂盐组分的用途下发生阳离子交换转移;

2.液相中的Li+通过SEI膜微孔脱溶并直接迁移到电极体上

SEI膜的形成是碳负极与电解液相互用途的结果，其稳定性取决于电极和电解液的性质

1.电极界面性质对SEI膜稳定性的影响

2.电解液组成对SEI膜稳定性的影响

3.电解液中杂质的影响

4.温度的影响

5.电流密度的影响

SEI膜并不是一个简单的电极表面沉积盖层,膜组件和电极界面的原子或原子团的连接结构,这是SEI组件的实现必要的,以确保稳定的碳负极氧化后的弱形式与少量的不规则界面哦,-羧基酸性组,如容易变成的过程中电极奥利或羧基锂盐组,使其稳定存在于电极/电解质界面中。氧化石墨可在EC、EMC等电解质中迅速形成稳定的SEI膜，从而降低电极的不可逆损耗。

电解质的组成在很大程度上决定了SEI膜的化学组成。化学成分不同，膜的结构和性能必然不同，所以电解质的组成是影响SEI膜性能的关键。

一般认为，在高温条件下，SEI膜的稳定性和电极的循环性能会下降。这是因为高温条件下加速SEI膜的溶解和co-embedding溶剂分子,而在低温条件下形成的SEI膜致密、稳定和低阻抗,但在低温条件下形成的SEI膜高温下容易分解。

由于不同离子的扩散速率和离子迁移数不同，阴极表面电解质组分的还原和分解实际上是多种反应的结果。因此，不同电流密度下电化学反应的重要形式不同，导致膜的组成不同。结果表明，电流密度对膜的厚度影响不大，但可以显著改变膜的组成。

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