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在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過(guò)程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質(zhì)的特點(diǎn),是電子絕緣體Li+的優(yōu)良導(dǎo)體，Li+可以經(jīng)過(guò)該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱為固體電解質(zhì)界面膜簡(jiǎn)稱SEI膜。

成膜機(jī)理：SEI膜的形成過(guò)程，即電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在電壓達(dá)到一定值時(shí)，在負(fù)極表面會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化。在實(shí)際生產(chǎn)中，重要是電池化成這一步形成膜的，SEI膜重要由烷基脂鋰、碳酸鋰等組成，它具有多層結(jié)構(gòu)，靠近電解液的一端較為致密，該膜在電極和電解液中間充當(dāng)中間相，具有固體電解質(zhì)的性質(zhì)，且只允許鋰離子自由通過(guò)，而對(duì)電子絕緣。

鋰離子電池.jpg

鋰離子電池SEI膜的特性

SEI膜阻抗、對(duì)電極鈍化效果、鋰離子反復(fù)脫嵌過(guò)程中自身的柔韌性、鋰離子電池?cái)U(kuò)散速率，而這些特性最終決定了鋰離子脫嵌過(guò)程動(dòng)力學(xué)以及電極/電解液界面的穩(wěn)定性，從而決定了電池的循環(huán)壽命、自放電等性能。

SEI膜是由電解液分解產(chǎn)物組成的，因而電解液的組分很大程度上決定了SEI膜的特性，好的成膜溶劑和成膜添加劑不僅能在首圈循環(huán)中支持SEI膜的形成過(guò)程，同時(shí)也要減緩循環(huán)過(guò)程中SEI膜的老化過(guò)程。除此之外，負(fù)極材料的表面狀態(tài)、充放電機(jī)制也會(huì)影響SEI膜的性能。

SEI膜的結(jié)構(gòu)由兩層或兩層以上的不同成分的物質(zhì)組成。其中，第一層物質(zhì)接近負(fù)極材料，較致密，由LizolB3-3]、LizCOg/3637]、LiOH38]、LiFI9]等無(wú)機(jī)產(chǎn)物組成;第二層物質(zhì)附在第一層上面，由較疏松或多孔結(jié)構(gòu)的烷氧碳酸鋰和聚合物等有機(jī)化合物組成。