Кратко опишите SEI-пленку литий-ионного аккумулятора.

Во время первой разрядки батареи из литий-ионной батареи материал электрода реагирует с электролитом на границе твердой и жидкой фаз с образованием пассивирующего слоя, покрывающего поверхность материала электрода. Пассивирующий слой представляет собой межфазный слой, характеризующийся твердым электролитом, который является отличным проводником ионов лития, и ионы лития могут свободно внедряться и извлекаться через пассивирующий слой, поэтому пассивирующая пленка называется «границей раздела твердого электролита» (пленка SEI ).

Влияние пленки SEI на производительность

1. На формирование пленки SEI расходуется часть иона лития, впервые увеличивается необратимая зарядно-разрядная емкость, снижается эффективность заряда и разряда электродных материалов.

2. Пленка SEI с органическим растворителем, нерастворимым в растворе органического электролита, может быть стабильной, и молекулы растворителя не могут проходить через пассивирующую мембрану, что может эффективно предотвращать встраивание молекул растворителя, избегая того, что молекулы растворителя были встроены в повреждение материала электрода, и, таким образом, значительно улучшить рабочие характеристики и срок службы электрода.

Образование пленки SEI и разница в способности потерь при неблагоприятных событиях

1. После многократной зарядки и разрядки поверхность графитового отрицательного электрода имеет тенденцию к образованию слоя пленки SEI, которая предотвращает взаимодействие между электролитом и графитовым отрицательным электродом. Однако при повышении температуры пленка SEI подвергается реакции разложения, вызывая необратимую реакцию между электролитом и поверхностью отрицательного электрода, что приводит к необратимому образованию емкости и выделению тепла, что еще больше повышает температуру.

2. Температура, растворитель и электролит вступят в реакцию с выделением тепла.

Влияние температуры окружающей среды на пленку SEI

Температура использования и хранения сильно влияет на пленку SEI, что сказывается на сроке службы батареи. На стабильность пленки SEI при высоких температурах влияет не только температура, но и состояние заряда батареи. Высокая температура более 45 градусов в состоянии 100% SOC нарушит однородность пленки SEI, что приведет к увеличению импеданса электрода и снижению производительности цикла. Когда аккумулятор хранился при температуре 70 градусов и SOC9%, пленка SEI на поверхности отрицательного электрода исчезла.

Влияние напряжения на пленку SEI

Система графитового анода, формирование пленки SEI зависит от напряжения батареи. Когда напряжение батареи 3,0 В, пленка SEI начала формироваться, до 3,8 В на этом этапе в основном генерируется Li2CO3. Также образуется небольшое количество LiF и CH3OCO2Li, в итоге достигнув 4,2 В, это в основном разложение солевого электролита. Таким образом, самые внешние слои SEI составляют в основном LiF.

Импеданс пленки SEI также различается в зависимости от состояния заряда. Импеданс пленки SEI, когда отрицательный электрод полностью заряжен, выше, чем в состоянии разряда, что вызвано изменением объема отрицательного электрода во время введения и делитирования лития.

Когда аккумулятор чрезмерно заряжен, избыток Li + не имеет материала отрицательного электрода для встраивания, и часть Li + будет восстановлена до металлического лития на поверхности отрицательного электрода, что может вызвать короткое замыкание и вызвать необратимые изменения в структуре положительного электрода. активный материал и разложение электролита. Вырабатывается большое количество газа и выделяется большое количество тепла, поэтому температура батареи и внутреннее давление повышаются, и возникают скрытые опасности, такие как взрыв и ожог. Когда батарея чрезмерно разряжена, Li + в пленке SEI на поверхности отрицательного электрода полностью удаляется, и пленка SEI разрушается. Когда аккумулятор перезаряжается и снова разряжается, стабильность и компактность повторно сформированной пленки SEI может ухудшиться, и количество Li + должно быть большим, что приведет к снижению разрядной емкости и эффективности заряда и разряда.

Страница содержит содержимое машинного перевода.