影響鋰電池SEI膜形成的主要因素

眾所周知,鋰電池SEI膜對整個電池系統的壽命有較大的影響。那影響其形成的主要因素有哪些? 

SEI膜的形成主要受電解液成分(鋰鹽、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。

1、電解液成分的影響。鋰鹽、溶劑以及外加添加劑成分的不同,導致SEI膜成分略有差異,其產物的穩定性也就不同。

2、化成電流的影響。當化成充電電流較大時,高電位無機成分先形成,其次發生鋰離子的插入,最後才是SEI膜有機成分的形成;當化成電流較小時,SEI膜的有機成分則很快開始形成。

鋰電池SEI膜圖片

3、鋰離子電池在-20℃下所形成的SEI膜緻密性很好且具有較低的阻抗,非常有利於電池使用壽命的延長。而過高的溫度則會降低SEI膜的穩定性,影響電池迴圈壽命。

以上就是影響鋰電池SEI膜形成的主要因素。那SEI膜在鋰電池熱失控下又是怎樣反應的呢?

SEI膜由兩層物質構成,內層主要成分是Li2CO3,而外層主要成分是烷基碳酸鋰如(CH2OCOLi)2等。當電池內部溫度為80-120℃時,外層逐漸發生分解,放出熱量生成氣體,反應方程式如下:

(CH2OCOLi)2→Li2CO3+CH2=CH2+1/2O2+CO2

Li+(CH2OCOLi)2→2Li2CO3+CH2=CH2

在SEI熱解反應中,其反應溫度和放熱量與鋰鹽種類、溶劑組成、負極活物質以及電池迴圈次數有關。

 

 

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