SEI對鋰電池有哪些影響？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-15 16:07
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SEI的作用要從其本身的特征來進(jìn)行分析，其特點(diǎn)是：①SEI是電極材料與電解液中間的一個(gè)界面層，將兩者分隔開來。②具有固體電解質(zhì)的特征；③Li+可以順利通過（鋰離子優(yōu)良導(dǎo)體），而電子卻無法通過。
SEI對碳負(fù)極鋰離子電池的性能有著重要的影響。
第一、SEI于首次充放電間完成，形成伴隨部分鋰離子的消耗，鋰離子被消耗造成的就是電池不可逆容量的增加，就降低了電極材料的充放電效率。
第二、SEI膜具有有機(jī)溶劑不溶性，在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在。部分電解液中有PC存在，PC容易共嵌入負(fù)極材料對電極材料造成破壞，而如果能在電解液中添加合適的外加劑促使SEI形成，則能有效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞，因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。
第三、SEI允許鋰離子通過而禁止電子通過，一方面保證了搖椅式充放電循環(huán)的持續(xù)，另一方面阻礙了鋰離子的進(jìn)一步消耗，提高了電池的使用壽命。
SEI的形成受哪些因素的影響
SEI的形成主要受電解液成（Li鹽、溶劑、外加劑等）、化成（首次充放電）電流大小、溫度等因素的影響。
一、電解液成分的影響。Li鹽、溶劑成分的不同，導(dǎo)致SEI成分各異，其產(chǎn)物的穩(wěn)定性也就不同。
二、化成電流的影響?；沙潆婋娏鬏^大時(shí)，高電位無機(jī)成分先形成，其次發(fā)生鋰離子的插入，最后才是有機(jī)成分的形成?；呻娏鬏^小時(shí)，SEI膜的有機(jī)成分則很快開始形成。
三、鋰離子電池在-20℃下化成形成的SEI致密性很好且具有較低的阻抗，非常有利于電池的使用壽命。過高的溫度會(huì)降低SEI的穩(wěn)定性，影響電池循環(huán)壽命。
SEI在鋰電池熱失控下的反應(yīng)
SEI由兩層物質(zhì)構(gòu)成，內(nèi)層主要成分是Li2CO3，而其外層主要成分是烷基碳酸鋰如(CH2OCOLi)2等。當(dāng)電池內(nèi)部溫度為80-120℃時(shí)，外層逐漸發(fā)生分解，放出熱量生成氣體，反應(yīng)方程式如下。
在SEI熱解反應(yīng)中，其反應(yīng)溫度和放熱量與鋰鹽種類、溶劑組成、負(fù)極活物質(zhì)及電池循環(huán)次數(shù)有關(guān)。
(CH2OCOLi)2→Li2CO3+CH2=CH2+1/2O2+CO2
Li+(CH2OCOLi)2→2Li2CO3+CH2=CH2
正極有沒有SEI呢？
最新研究表明，在正極電極材料與電解液的固液界面上也有膜形成，膜的厚度比負(fù)極SEI膜要薄很多，約為1-2個(gè)納米。由于正極材料電勢較高，有機(jī)電解液的還原產(chǎn)物很不穩(wěn)定，而無機(jī)產(chǎn)物如LiF則能夠穩(wěn)定存在，成為正極SEI膜的主要成分。
