锂电池包中SEI膜的组成成分有哪些?
来源：宝鄂实业
2019-03-27 15:12
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负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能生成SEI膜,多种分析方法也证明SEI膜确实存在,厚度约为100～120nm,其组成主要有各种无机成分如Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH等和各种有机成分如ROCO2Li、ROLi、(ROCO2Li)2等。
烷基碳酸锂和Li2CO3均为3.5V前形成SEI膜的主要成分，烷基碳酸锂和烷氧基锂为3.5V后形成SEI膜的主要成分。
哪些条件对于电池SEI膜有影响?
①负极材料的影响：负极材料的各种性质,包括材料种类、电极组成及结构、形态特别是表面形态对SEI膜的形成有着至关重要的影响。研究结果表明材料的石墨化程度和结构有序性不同,所形成SEI膜的各种性质也不同;即使对同一种碳材料,微粒的表面不同区域(基础面和边缘面),所形成的SEI膜也有很大差异。
②电解质的影响：一般认为作为溶质的支持电解质盐比溶剂更易还原,还原产物成为SEI膜的一部分。电解质锂盐的主要差别在于阴离子种类不同,造成SEI膜的形成电位和化学组成有差别。用含Cl、F等元素的无机锂盐作电解质时,SEI膜中就会有这些电解质的还原物存在。
③溶剂的影响：在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆盖表面，电解液很容易在石墨表面反应，产生不可逆容量。在纯EC做溶剂时,生成的SEI膜主要成分是(CH2OCOOLi)2,而加入DEC或DMC后,形成的SEI膜的主要成分分别为C2H5COOLi和Li2CO3。显然,后二者形成的SEI膜更稳定。
④温度的影响：高温条件会使SEI膜的稳定性下降和电极循环性能变差,这是因为高温时SEI膜的溶解和溶剂分子的共嵌入加剧,而低温条件下SEI膜趋于稳定。
⑤电流密度的影响：电极表面的反应是一个钝化膜形成与电荷传递的竞争反应。由于各种离子的扩散速度不同和离子迁移数不同,所以在不同的电流密度下进行电化学反应的主体就不相同,膜的组成也不同。
烷基碳酸锂和Li2CO3均为3.5V前形成SEI膜的主要成分，烷基碳酸锂和烷氧基锂为3.5V后形成SEI膜的主要成分。
哪些条件对于电池SEI膜有影响?
①负极材料的影响：负极材料的各种性质,包括材料种类、电极组成及结构、形态特别是表面形态对SEI膜的形成有着至关重要的影响。研究结果表明材料的石墨化程度和结构有序性不同,所形成SEI膜的各种性质也不同;即使对同一种碳材料,微粒的表面不同区域(基础面和边缘面),所形成的SEI膜也有很大差异。
②电解质的影响：一般认为作为溶质的支持电解质盐比溶剂更易还原,还原产物成为SEI膜的一部分。电解质锂盐的主要差别在于阴离子种类不同,造成SEI膜的形成电位和化学组成有差别。用含Cl、F等元素的无机锂盐作电解质时,SEI膜中就会有这些电解质的还原物存在。
③溶剂的影响：在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆盖表面，电解液很容易在石墨表面反应，产生不可逆容量。在纯EC做溶剂时,生成的SEI膜主要成分是(CH2OCOOLi)2,而加入DEC或DMC后,形成的SEI膜的主要成分分别为C2H5COOLi和Li2CO3。显然,后二者形成的SEI膜更稳定。
④温度的影响：高温条件会使SEI膜的稳定性下降和电极循环性能变差,这是因为高温时SEI膜的溶解和溶剂分子的共嵌入加剧,而低温条件下SEI膜趋于稳定。
⑤电流密度的影响：电极表面的反应是一个钝化膜形成与电荷传递的竞争反应。由于各种离子的扩散速度不同和离子迁移数不同,所以在不同的电流密度下进行电化学反应的主体就不相同,膜的组成也不同。
