Как пленка SEI влияет на производительность литиевой батареи?

Обзор SEI

Во время зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов впервые небольшое количество полярных апротонных растворителей в электролите происходит реакция восстановления после получения некоторого количества электроники. В сочетании с ионом лития в результате реакции образовывалась межфазная пленка толщиной примерно 100-120 нм. Пленка - это SEI. SEI обычно образуется на границе твердой и жидкой фаз между материалами электродов и электролитом.

Когда литий-ионный аккумулятор начал заряжаться и разряжаться, ион лития выходит из положительного живого материала, электролитической мембраны, а затем в электролит, а затем внедряется в слоистое пространство углеродных материалов анода, ион лития для завершения процесса полного высвобождения. В этот момент электроны из анода проходят по внешнему концу в углеродные материалы анода.

В электронике, электролитическом растворителе и реакции REDOX между ионом лития молекулы растворителя с ионами лития образуются после получения SEI и генерируют газы H2, CO и CH2 = CH2. При увеличении толщины SEI до тех пор, пока электроны не смогут проникнуть внутрь, образуется пассивирующий слой, препятствующий продолжению РЕДОКС-реакции.

Каков состав SEI?

SEI толщиной около 100-120 нм, его состав меняется в зависимости от состава электролита, обычно из Li2O, LiF, LiCl, Li2CO3, LiCO2 -r, спирта, соли и проводящего полимера, представляет собой многослойную структуру, сторона возле электролита пористый, сторона у электрода плотная.

Влияние SEI на литиевую батарею

Роль SEI будет исходить из его собственных характеристик, которые были проанализированы, и его особенности заключаются в следующем: (1) SEI является одним из материалов электродов и межфазного слоя электролита, два отдельных. (2) имеет характеристики твердого электролита; (3) Li + может плавно проходить через отличные проводники (литий), а электрон не может пройти.

SEI на угольном аноде литий-ионных аккумуляторов имеет важное влияние.

Во-первых, SEI завершился между первой зарядкой и разрядкой, сформированный с частью потребления иона лития, ион лития потребляется, вызванный аккумулятором, увеличение необратимой емкости, снижает эффективность заряда и разряда электродных материалов.

Во-вторых, пленка SEI с органическим растворителем, не растворимым в растворе органического электролита, может быть стабильной. Было обнаружено, что часть ПК присутствует в электролите, материалы анода были встроены ПК, легко повреждающий материал электрода, и, если можно добавить надлежащую добавку в электролит, вызвавшее образование SEI, может эффективно предотвратить встраивание молекул растворителя, избежать из-за повреждения вызванные молекулами растворителя, были внедрены в материал электрода, что значительно улучшило характеристики цикла и срок службы электрода.

В-третьих, SEI позволила запретить электронику за счет ионов лития, с одной стороны, чтобы обеспечить непрерывные циклы перезарядки кресла-качалки, затруднила дальнейшее потребление ионов лития, с другой стороны, увеличила срок службы батареи.

На формирование SEI влияют какие факторы

SEI образуется в основном из электролита в соль лития, растворитель, добавку и т. Д.), В (первый размер тока заряда и разряда, влияние таких факторов, как температура.

Во-первых, влияние состава электролита. Li соль, состав растворителя разный, приводит к разному составу SEI, стабильность продукта разная.

Во-вторых, влияние формирующего тока. Зарядный ток больше, неорганическая композиция с высоким потенциалом формирует первую, вторую вставку иона лития, последняя - образование органических соединений. Формирующий ток небольшой, быстро начала формироваться пленка органических соединений SEI.

Три, литий-ионный аккумулятор под -20 ℃ для образования плотности SEI очень хорошо и имеет низкий импеданс, что очень полезно для срока службы батарей. Слишком высокая температура снизит стабильность SEI и повлияет на срок службы батареи.

Кроме того, на толщину SEI также влияют типы материалов анода.

SEI в литиевой батарее при реакции теплового разгона

SEI состоит из двух слоев материала, облицовка состоит в основном из Li2CO3, а его внешний основной ингредиент - карбонат лития, такой как (CH2OCOLi) 2 и т. Д. Когда внутренняя температура аккумулятора составляет 80-120 ℃, внешний слой постепенно разлагается, выделяет тепло. вырабатываемого газа уравнения реакции следующие.

В реакции пиролиза SEI, температура реакции и тепловыделение, а также частицы лития, состав растворителя, материал катода и циклы элементов.

(CH2OCOLi) 2 → Li2CO3 + CH2 = CH2 + 1 / 2O2 + CO2

Li + (CH2OCOLi) 2 → 2Li2CO3 + CH2 = CH2

Анод есть SEI?

Согласно новому исследованию материалов положительного электрода и электролита на границе раздела твердое тело-жидкость при формировании мембраны, толщина мембраны намного меньше, чем у отрицательного SEI, примерно от 1 до 2 нанометров. Из-за материалов анода с высоким потенциалом продукт органического электролитического восстановления не очень стабилен, и неорганический продукт, такой как стабильный LiF, может существовать в качестве основного состава положительного элемента SEI.

Страница содержит содержимое машинного перевода.