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SEI膜对锂电池的电极性能的影响有哪些

2022-06-18

锂电池

锂电池的电极在许多极性非质子溶剂体系中非常稳定,因为在这些电解质中它们被表面膜钝化,通常称为钝化膜或SEI膜。在大多数电解质中,SEI膜主要由一些无机盐和有机盐组成,阻止锂电极与电解质的进一步反应,让电极的稳定性更好,这是非水溶剂在一次锂电池中成功应用的原因。

在金属锂电池中,覆盖在锂电极表面的SEI膜的性能直接控制着锂电极的电化学行为。电池的循环使用寿命取决于锂溶解/沉积过程的不可逆容量,其中SEI膜的形成过程起着重要作用,这主要是由于以下原因:

1、金属锂与电解质组分反应所引起的腐蚀程度取决于SEI膜在其表面的钝化性能。

2、锂的溶解和沉积必须通过SEI膜进行,锂离子通过SEI膜迁移即为锂沉积,溶解过程的速率控制步骤决定了锂沉积-溶解过程的均匀性。

3、锂离子可以通过SEI薄膜的沉积和溶解过程发生,但在溶解和沉积过程中,由于SEI主要由离子成分组成,很难适应锂表面形貌的变化过程,因此SEI膜破裂,导致了锂裸,并进一步与电解液反应。

4、SEI膜的破裂会导致一些高活性位点的形成,这将加速锂在这些位点的沉积和溶解速度,形成锂电极表面电流分布的不均匀性,不均匀性和枝晶的形成导致了一系列的安全问题。


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