影响锂电池SEI膜形成的主要因素

众所周知,锂电池SEI膜对整个电池系统的寿命有较大的影响。那影响其形成的主要因素有哪些? 

SEI膜的形成主要受电解液成分(锂盐、溶剂、外加剂等)、化成(首次充放电)电流大小、温度等因素的影响。

1、电解液成分的影响。锂盐、溶剂以及外加添加剂成分的不同,导致SEI膜成分略有差异,其产物的稳定性也就不同。

2、化成电流的影响。当化成充电电流较大时,高电位无机成分先形成,其次发生锂离子的插入,最后才是SEI膜有机成分的形成;当化成电流较小时,SEI膜的有机成分则很快开始形成。

锂电池SEI膜图片

3、锂离子电池在-20℃下所形成的SEI膜致密性很好且具有较低的阻抗,非常有利于电池使用寿命的延长。而过高的温度则会降低SEI膜的稳定性,影响电池循环寿命。

以上就是影响锂电池SEI膜形成的主要因素。那SEI膜在锂电池热失控下又是怎样反应的呢?

SEI膜由两层物质构成,内层主要成分是Li2CO3,而外层主要成分是烷基碳酸锂如(CH2OCOLi)2等。当电池内部温度为80-120℃时,外层逐渐发生分解,放出热量生成气体,反应方程式如下:

(CH2OCOLi)2→Li2CO3+CH2=CH2+1/2O2+CO2

Li+(CH2OCOLi)2→2Li2CO3+CH2=CH2

在SEI热解反应中,其反应温度和放热量与锂盐种类、溶剂组成、负极活物质以及电池循环次数有关。

 

 

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