SEI膜名稱由來應(yīng)該是:
在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過程中,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。
形成的層鈍化膜能有效地阻止溶劑分子的通過,但Li+ 卻可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,具有固體電解質(zhì)的特征,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”( solid electrolyte interface) ,簡(jiǎn)稱SEI。
擴(kuò)展資料
全稱
SEI(Solid Electrolyte Interphase)膜的全稱是“固體電解質(zhì)界面膜”。最早由以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)教授E. Peled詳細(xì)研究并命名。
定義
在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過程中,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)的特征,是電子絕緣體卻是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體,Li+可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,這層鈍化膜被稱為SEI膜。
負(fù)極材料石墨與電解液界面上通過界面反應(yīng)能生成SEI膜 ,多種分析方法也證明SEI 膜確實(shí)存在 ,厚度約為100~120 nm ,其組成主要有各種無機(jī)成分如Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH 等和各種有機(jī)成分如ROCO2Li 、ROLi 、(ROCO2Li)2等。
作用
SEI 膜的形成對(duì)電極材料的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。一方面,SEI 膜的形成消耗了部分鋰離子,使得首次充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率;
另一方面,SEI 膜具有有機(jī)溶劑不溶性,在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在,并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜,從而能有效防止溶劑分子的共嵌入,避免了因溶劑分子共嵌入對(duì)電極材料造成的破壞,因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。
因此,深入研究SEI膜的形成機(jī)理、組成結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及其影響因素,并進(jìn)一步尋找改善SEI 膜性能的有效途徑,一直都是世界電化學(xué)界研究的熱點(diǎn)。
影響因素
SEI 膜作為電極材料與電解液在電池充放電過程中的反應(yīng)產(chǎn)物 ,它的組成、結(jié)構(gòu)、致密性與穩(wěn)定性主要是由電極和電解液的性質(zhì)決定 ,同時(shí)也受到溫度、循環(huán)次數(shù)以及充放電電流密度的影響。
參考資料:SEI.百度百科