SEI膜如何影響鋰離子電池壽命

SEI膜是鋰離子電池在首次充放電時,電解液中少量極性非質子溶劑在得到部分電子後發生還原反應,與鋰離子結合反應生成一種厚度約100-120nm的介面膜。通常,其形成於電極材料與電解液之間的固液相介面。

那SEI膜的成分是什麼?SEI厚度約100-120nm,其成分隨電解液成分的不同而不同,一般由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇鹽和非導電聚合物組成,是多層結構,靠近電解液一面的孔比較多,靠近電極一面的比價緻密。

鋰電池SEI膜圖片

那SEI膜如何影響鋰離子電池壽命?

第一,SEI膜於首次充放電間完成,形成伴隨部分活性鋰離子的消耗,從而造成電池不可逆容量的增加,這也就意味著電極材料的充放電效率將下降,壽命縮短。

第二,SEI膜具有有機溶劑不溶性,在有機電解質溶液中能穩定存在。部分電解液中有PC(碳酸丙烯酯)存在,PC容易嵌入負極造成材料結構被破壞,而如果能在電解液中添加合適的外加劑便促使SEI膜形成,則能有效防止溶劑分子的共嵌入,避免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迴圈性能和使用壽命。

第三,SEI膜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迴圈的持續,另一方面阻礙了鋰離子的進一步消耗,提高了電池的壽命。

總的來說,SEI膜對鋰離子電池的迴圈使用壽命既有利又有弊,因此商家主要看自己的需求做取捨,看是否要不要向電解液中添加摻雜劑。

 

 

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