鋰電池SEI膜是什么？鋰電池SEI膜有什么作用
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-06-30 14:55
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鋰電池SEI膜是什么？
在液態(tài)鋰電池首次充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質(zhì)的特征,是電子絕緣體卻是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體，Li+可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”，簡(jiǎn)稱SEI膜。
SEI膜的形成對(duì)電極材料的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。一方面,SEI膜的形成消耗了部分鋰離子,使得首次充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率；另一方面,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,并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜,從而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(duì)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。
SEI膜的形成過程，即電化學(xué)反應(yīng)過程。在電壓達(dá)到一定值時(shí)，在負(fù)極表面會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要是電池化成這一步形成膜的，SEI膜主要由烷基脂鋰、碳酸鋰等組成，它具有多層結(jié)構(gòu)，靠近電解液的一端較為致密，該膜在電極和電解液中間充當(dāng)中間相，具有固體電解質(zhì)的性質(zhì)，且只允許鋰離子自由通過，而對(duì)電子絕緣。
鋰電池SEI膜作用如下
第一，SEI膜對(duì)負(fù)極材料會(huì)產(chǎn)生保護(hù)作用，使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌，增加電極材料的循環(huán)壽命。
第二，SEI膜在產(chǎn)生過程中會(huì)消耗一部分鋰離子，而負(fù)極反應(yīng)過程其實(shí)就是一個(gè)在碳的層間結(jié)構(gòu)中鋰離子嵌入與脫出的一個(gè)過程。所以SEI膜的形成是會(huì)降低負(fù)極首次循環(huán)效率的。
第三，SEI膜并不只是在負(fù)極表面會(huì)產(chǎn)出，在正極表面也會(huì)產(chǎn)生，只不過影響比較小。
另外，首次循環(huán)效率是負(fù)極材料一個(gè)很重要的性能指標(biāo)，首次效率越高越好。通過對(duì)負(fù)極材料包覆、球化、表面改性等方式，可以大大增加首次循環(huán)效率和循環(huán)壽命。
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