鋰離子電池在電池首次從放電過程中,電極材料與電解液在固液相介面上發生反應,形成一層覆蓋於電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種介面層,具有固體電解質的特徵,是電子絕緣體卻是鋰離子的優良導體,鋰離子可以經過該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱為「固體電解質界**」(solid electrolyte inte***ce),簡稱sei膜。
sei膜的效能影響
1. 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。
2. sei膜具有有機溶劑不溶性,在有機電解質溶液中能穩定存在,並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電極材料造成的損壞,因而大大提高了電極的迴圈效能和使用壽命。
sei膜生成與副反應損耗容量區別
1.在多次充放電後,石墨負極的表面往往會形成一層sei膜,阻止電解液與石墨負極之間相互作用。但當溫度公升高時,sei膜會發生分解反應,引起電解質與負極表面發生不可逆反應,導致不可逆容量形成並產生熱量,使溫度進一步上公升。
2.溫度公升高時,溶劑與電解質也會發生反應,放出熱量。
環境溫度對sei膜的影響
使用及儲存溫度對sei膜有很大的影響,從而影響到電池的使用壽命。高溫下sei膜的穩定性不僅受溫度的影響而且還與電池的荷電狀態soc有關。100%soc狀態下超過45度高溫會破壞sei膜的均一性,致使電極阻抗增大,迴圈效能衰減。而電池在soc9%時於70度儲存後,負極表面sei膜消失。
電壓對sei膜的影響
石墨負極體系中,sei膜的形成依賴於電池電壓。電池電壓3.0v時,sei膜開始形成,直到3.8v,這一階段主要生成li2co3;同時還有少量的lif以及ch3oco2li生成,最終到達4.2v時主要就是電解質鹽的分解。所以sei膜最外層的化合物主要為lif。
不同荷電狀態下,sei膜的阻抗也不相同。負極滿電狀態時的sei膜的阻抗高於放電狀態,這是由插鋰及脫鋰過程中負極體積變化造成的。
電池過充時,過量的li+沒有負極材料可供嵌入,那部分li+就會在負極表面還原為金屬鋰析出,從而帶來短路的危險,而且,引起正極活性物質結構發生不可逆變化和電解液分解,產生大量氣體,放出大量熱量,使電池溫度和內壓增加,存在**、燃燒等隱患。電池過放電時,負極表面sei膜中的li+全部脫出,sei膜被破壞。當電池再次充放電迴圈時,重新形成sei膜穩定性和緻密性可能變差,需要li+量較大,由此造成放電容量和充放電效率降低。
鋰離子電池的結構
一 鋰離子電池的歷史 二 鋰離子電池的電化學反應式 現人俗稱鋰離子電池的這種可逆反應方式為搖籃式反應,充電時鋰離子li 從正極透過隔膜往負極跑。放電是反之。如此 搖擺 就形成了可充電的鋰離子電池基本機理。三 鋰離子電池的優缺點簡介 四 聚合物鋰離子電池的歷史 五 聚合物鋰離子電池的優缺點 六 圓柱型...
鋰離子電池正負極
鋰離子電池一般而言分為主要四大部分是正極材料 負極材料 隔離膜和電解液。但是,除了主要的四大部分外,用來存放正 負極材料的集流體也是鋰電池的重要組成部分。對於鋰離子電池來說,通常使用的正極集流體是鋁箔,負極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池內部穩定性,二者純度都要求在98 以上。隨著鋰電技術的不斷發...
寧德時代 鈉離子電池與鋰離子電池可混搭
techweb 7月29日,寧德時代發布第一代鈉離子電池,單體能量密度160wh l,常溫下充電15分鐘,電量可達80 而程式設計客棧在零下20c低溫的環境下,仍然有90 以上的放電保持率,程式設計客棧展現出極高耐寒性。為彌補鈉離子電池單體能量密度低劣勢,程式設計客棧發揮其耐寒和快充的優勢,寧德時代...