介紹SEI膜對(duì)鋰電池性能的影響
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-17 21:17
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介紹了SEI膜對(duì)鋰電極性能的影響
SEI膜對(duì)鋰電極性能的影響
鋰電極在許多極性非質(zhì)子溶劑體系中具有顯著的穩(wěn)定性，因?yàn)樵谶@些電解質(zhì)中，它們被表面膜鈍化，通常稱為鈍化膜或SEI膜(固體電解質(zhì)相界面膜)。在大多數(shù)電解質(zhì)中，SEI膜主要由一些無機(jī)和有機(jī)鹽組成。它的存在阻止了鋰電極與電解質(zhì)的進(jìn)一步反應(yīng)，使得鋰電極具有明顯的穩(wěn)定性，這也是非水溶劑在鋰電池中成功應(yīng)用的原因。在鋰金屬電池中，覆蓋在鋰電極表面的SEI膜性能直接控制著鋰電極的電化學(xué)行為。電池的循環(huán)壽命在鋰的溶解/沉積過程中強(qiáng)烈依賴于不可逆容量，SEI膜的形成過程起著重要的作用。這主要是由于以下原因:
(1)金屬鋰與電解液組分之間的反應(yīng)所引起的腐蝕程度取決于SEI膜在其表面的鈍化性能。
(2)鋰的溶解-沉積過程必須通過S0I膜，鋰離子通過SEI膜的遷移為鋰沉積-
例如，SEI膜的結(jié)構(gòu)和組成的均勻性越好，鋰沉積過程的均勻性就越好。當(dāng)鋰沉積過程均勻時(shí)，可以在回收過程中很大程度上防止金屬鋰的腐蝕，使鋰電極獲得更好的回收效率。
(3)鋰鋰離子可以通過SEI膜發(fā)生沉積和溶解過程,但是在這個(gè)過程中溶解和沉積,因?yàn)橹饕呻x子組成部分SEI很難適應(yīng)鋰表面形態(tài)變化的過程,所以我系膜破裂,導(dǎo)致生產(chǎn)鋰“裸”,及其與電解液的進(jìn)一步反應(yīng)。因此，在鋰的反復(fù)沉積-溶解過程中，鋰和電解質(zhì)的成分不斷被消耗，導(dǎo)致鋰電極的循環(huán)性能衰減。
(4)形成SEI膜的破裂會(huì)導(dǎo)致一些高度活躍的頭寸,這將加速沉積和解散鋰在這些位置,導(dǎo)致鋰電極表面電流分布不均,以及一系列的安全問題造成的電流分布不均和樹突的形成。這是金屬鋰電池商業(yè)化應(yīng)用失敗的主要原因。事實(shí)上，在幾乎所有常用的電解液體系中，如醚和碳酸烷基酯等，鋰電極的循環(huán)效率都很低，因此在商業(yè)化的金屬鋰電池中難以使用。
