SEI膜如何影响锂离子电池寿命

SEI膜是锂离子电池在首次充放电时,电解液中少量极性非质子溶剂在得到部分电子后发生还原反应,与锂离子结合反应生成一种厚度约100-120nm的界面膜。通常,其形成于电极材料与电解液之间的固液相界面。

那SEI膜的成分是什么?SEI厚度约100-120nm,其成分随电解液成分的不同而不同,一般由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇盐和非导电聚合物组成,是多层结构,靠近电解液一面的孔比较多,靠近电极一面的比价致密。

锂电池SEI膜图片

那SEI膜如何影响锂离子电池寿命?

第一,SEI膜于首次充放电间完成,形成伴随部分活性锂离子的消耗,从而造成电池不可逆容量的增加,这也就意味着电极材料的充放电效率将下降,寿命缩短。

第二,SEI膜具有有机溶剂不溶性,在有机电解质溶液中能稳定存在。部分电解液中有PC(碳酸丙烯酯)存在,PC容易嵌入负极造成材料结构被破坏,而如果能在电解液中添加合适的外加剂便促使SEI膜形成,则能有效防止溶剂分子的共嵌入,避免因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏,因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。

第三,SEI膜允许锂离子通过而禁止电子通过,一方面保证了摇椅式充放电循环的持续,另一方面阻碍了锂离子的进一步消耗,提高了电池的寿命。

总的来说,SEI膜对锂离子电池的循环使用寿命既有利又有弊,因此商家主要看自己的需求做取舍,看是否要不要向电解液中添加掺杂剂。

 

 

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