介绍锂电池SEI膜的作用及形成机制
来源：宝鄂实业
2019-12-07 22:23
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介绍锂电池SEI膜的作用及形成机制
什么是锂电池SEI膜?锂电池SEI膜的形成。锂电池在- 20℃下形成的SEI密度很好和有一个低阻抗,SEI厚度约为100 - 120纳米,其成分随电解液组成,一般由Li2O,制药业,氯化锂,Li2CO3, LiCO2 - r,酒,盐和导电聚合物,是一种多层结构,多孔电解质,附近的侧电极附近的密集。
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什么是锂电池SEI膜?
在液体锂电池的第一次充放电过程中，电极材料在固液界面与电解质发生反应，形成覆盖在电极材料表面的钝化层。该钝化层为界面层，具有固体电解质的特性。它是一种电子绝缘体，但却是锂离子的优良导体。锂离子可以通过这一钝化层自由插入和释放，所以这一钝化膜被称为“固体电解质界面膜”，简称SEI膜。
SEI膜的形成对电极材料的性能有重要影响。一方面，SEI膜的形成消耗了部分锂离子，增加了第一次充放电的不可逆容量，降低了电极材料的充放电效率。SEI膜,另一方面,与有机溶剂不溶于有机电解质溶液的稳定性,和溶剂分子不能通过钝化膜,可有效防止溶剂分子嵌入,避免了由于溶剂分子造成的损害是嵌入式电极材料,从而大大提高电极的循环性能和使用寿命。
SEI膜的形成过程是电化学反应过程。当电压达到一定值时，负极表面会发生一系列的物理和化学变化。在实际生产中,主要是电池形成一步电影,SEI膜主要由烷基锂基润滑脂,碳酸锂,等,它具有多层结构,接近的一端电解质相对致密,膜电极和电解质之间充当中间阶段,固态电解质的性质,并且只允许锂离子自由通过,电气绝缘。
锂电池SEI膜的功能如下
首先，SEI膜对阴极材料有保护作用，使材料结构不易坍塌，增加了电极材料的循环寿命。
其次，SEI膜在生产过程中会消耗一部分锂离子，而负反应过程实际上是锂离子在碳层间结构中嵌入和抛出的过程。因此，SEI膜的形成会降低负极的第一循环效率。
第三，SEI膜不仅在负极表面产生，也在正极表面产生，但作用相对较小。
此外，第一循环效率是阴极材料的一个非常重要的性能指标，第一循环效率越高越好。通过涂覆、球化和表面改性，可大大提高第一循环效率和循环寿命。
锂电池SEI膜的形成机理
(1)在一定的负电位下，电极/电解质液相界面的锂离子与电解质溶剂分子发生不可逆反应;
不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中;
当电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应停止;
一旦稳定的SEI膜形成，充放电过程可以重复。
SEI膜的形成过程将使用锂离子电池,和SEI膜不稳定,将不断循环期间,公开新的碳表面与电解液反应生成一个新的SEI膜,这将不断引起锂离子和电解质的连续亏损,导致电池容量降低。
