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SEI是什么意思,SEI对锂电池有什么影响?

2021-11-26 04:59:11

SEI(固体电解质相界面) 形成为从所述电化学还原电解质的阳极的表面上,并起着在基于锂电池的长期循环性能至关重要的作用。


SEI介绍


在锂离子电池的第一次充放电过程中,电极材料在固-液相界面与电解质发生反应。反应后,在电极材料表面形成薄膜,其中Li+可以自由嵌入和移除,而电子则不能。SEI 厚约100-120 nm,主要由各种无机成分组成,如碳酸锂 (Li2CO3)、氟锂 (LiF)、氧化锂 (Li2O)、氢氧化锂 (LiOH),以及一些有机成分,如烷基碳酸锂 (ROCO2Li)。



SEI来源


当锂离子电池开始充放电时,锂离子从正极活性物质中脱出。此时,它们进入电解液,穿透隔板,进入电解液,最后将自己嵌入负碳材料的层状间隙中。


然后电子沿着外端环从正极出来并进入负极碳材料。此时,电子、电解质中的溶剂和锂离子之间发生氧化还原反应。随着SEI的厚度增加到电子无法穿透它的程度,就会形成钝化层,从而抑制了氧化还原反应的继续。


SEI对电池的影响


SEI膜的形成对电极材料的性能具有至关重要的影响。一方面,在SEI膜的形成过程中,部分锂离子被消耗掉,增加了电池的不可逆容量,降低了电极材料的充放电效率。


另一方面,SEI不溶于有机溶剂,可以在有机电解质溶液中稳定存在。此外,溶剂分子无法通过,从而有效防止离子的共嵌入,避免对电极材料的损坏。这大大提高了电池的循环性能和使用寿命。


SEI的影响因素


SEI的形成主要受以下几个方面的影响。首先,电解质 (锂盐、溶剂、外加剂等),组成不同会导致SEI组成不同,影响稳定性。接下来,形成,即第一次充放电电流的强度。高温 还会降低SEI的稳定性,影响电池循环寿命。此外,SEI 的厚度会根据负极材料的类型而变化。


结论


深入研究SEI的形成机制、结构和稳定性,有助于进一步寻找提高锂电池性能的有效途径,SEI一直是电化学界研究的热点。

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