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锂离子太阳 SEI膜构成机制

1.在一定的负极电位下,达到电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂份子、锂盐阴离子、增加剂,乃至是杂质份子,在电极/电解液相界面产生不可逆反映。

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负极与电解液的反映

2.不可逆反映首要产生在太阳 初次充电进程中;

3.电极外表完整被SEI膜笼盖后,不可逆反映即遏制

4.一旦构成不变的SEI膜,充放电进程可屡次轮回停止

5.在太阳 初次充电进程中,碳负极外表先于Li+插层成立完美、致密、Li+可导的SEI膜

双电子反映:

PC/EC+2e→丙烯/乙烯+CO₃²¯
CO₃²¯+ Li﹢→Li₂CO₃单电子反映构成烷基碳酸锂:
PC/EC + e → PC﹣/EC﹣自在基
2PC/EC﹣自在基 + 2Li﹢ →丙烯/乙烯+烷氧基碳酸锂
烷氧基碳酸锂+H₂O → Li₂CO₃+CO₂ +(CH₂OH)₂

有关SEI膜的导Li+机理今朝有两种假定:

1.液相中的Lit达到SEI膜界面,借助SEI膜锂盐组分产生阳离子交换通报;

2.液相中的Li+去溶剂化后间接穿梭SEI膜微孔向电极本体迁徙

SEI膜的构成是碳负极与电解液彼此感化的成果,其不变性取决于电极和电解液的性子

1.电极界面性子对SEI膜的不变性影响

2.电解液构成对SEI膜不变性的影响

3.电解液中杂质的影响

4.温度的影响

5.电流密度的影响

SEI膜不是简略的堆积笼盖在电极外表,膜组分与电极界面的原子或原子团有布局上的接洽,这是完成SEI膜组分不变性的须要保障碳负极颠末微小的氧化后构成的不规整界面上带有少许的-OH、-COOH等酸性基团,在电极进程中易于转变为-OLi或羧基锂盐的基团,如许就能够或许不变的存在于电极/电解液界面上。氧化的石墨在EC、EMC等电解液中能够或许敏捷构成不变的SEI膜,从而削减电极的不可逆丧失。

电解液的构成在很大水平上决议了SEI膜的化学构成。化学构成差别,膜的布局和性子一定差别,是以电解液的构成是影响SEI膜性子的关头。

普通以为,高温前提会使SEI膜的不变性降落和电极轮回机能变差。这是因为高温前提加快SEI膜的消融和溶剂份子的共嵌入,而高温前提下构成的SEI膜致密、不变且阻抗较低,可是高温前提下构成的SEI膜碰到高温时轻易分化。

因为各类离子的分散速率差别和离子迁徙数差别,碳负极外表的电解液组分复原分化现实上是多种反映合作的成果,以是在差别的电流密度下停止电化学反映主体情势差别,致使膜的构成差别。研讨标明,电流密度对膜的厚度影响不大,可是对膜的构成能够明显转变。

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