SEI膜的組成
在有機電解液中,鋰電池的(de)鋰電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)SEI膜主要由電(dian)(dian)解(jie)液的(de)組分(fen)(fen)包括有(you)機(ji)溶劑(ji)、鋰鹽(yan)陰(yin)離(li)子(zi)、添加劑(ji)以及(ji)可能(neng)含(han)有(you)的(de)雜質如H20、HF等在(zai)鋰電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)還(huan)原(yuan)的(de)不(bu)溶產物(wu),同時可能(neng)還(huan)含(han)有(you)鋰電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)原(yuan)始組分(fen)(fen)Li20、LioH和Li2C03與上述(shu)電(dian)(dian)解(jie)液組分(fen)(fen)的(de)反(fan)應(ying)生成的(de)不(bu)溶產物(wu)。
總的(de)(de)來說,在烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)酯(zhi)基(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)解液(ye)中(zhong),鋰(li)(li)電(dian)(dian)極(ji)表面(mian)SEI膜(mo)(mo)(mo)主要(yao)(yao)由RO002Li組成,對環狀(zhuang)溶劑來說,是(shi)(shi)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)二(er)鋰(li)(li);對鏈狀(zhuang)溶劑來說,主要(yao)(yao)是(shi)(shi)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)單鋰(li)(li)。對EC-DMC基(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)解液(ye)而言,一(yi)(yi)些烷(wan)氧基(ji)(ji)(ji)鋰(li)(li)可能(neng)是(shi)(shi)CH3OLi也(ye)(ye)存(cun)在。在烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)酯(zhi)-醚(mi)混合溶劑電(dian)(dian)解液(ye)中(zhong),鋰(li)(li)電(dian)(dian)極(ji)SuI膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)主要(yao)(yao)組分(fen)(fen)是(shi)(shi)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)酯(zhi)的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)產(chan)物-烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)鋰(li)(li)。但同時光譜學研究表明(ming),即(ji)使(shi)(shi)在醚(mi)和烷(wan)基(ji)(ji)(ji)碳酸(suan)(suan)酯(zhi)比(bi)率(lv)在1:1的(de)(de)情況下(xia),醚(mi)也(ye)(ye)會被還(huan)(huan)原(yuan)沉積(ji)到鋰(li)(li)電(dian)(dian)極(ji)表面(mian)上,成為SEI膜(mo)(mo)(mo)組成的(de)(de)一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen),因此SEI膜(mo)(mo)(mo)組分(fen)(fen)中(zhong)也(ye)(ye)含有一(yi)(yi)定量(liang)的(de)(de)烷(wan)氧基(ji)(ji)(ji)鋰(li)(li)(ROLi)化合物,它(ta)們相對量(liang)的(de)(de)多少與溶劑的(de)(de)比(bi)率(lv)和所使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)特(te)定溶劑有關。
在(zai)(zai)(zai)貯存(cun)(cun)過程中(zhong),這些(xie)膜老化過程將會使其(qi)組(zu)分(fen)發(fa)生變化。在(zai)(zai)(zai)純溶(rong)劑(ji)或(huo)LiCl04、LiAsF6基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong),痕量的(de)(de)水(shui)將與碳(tan)負極表(biao)面(mian)(mian)組(zu)分(fen)ROQO2Li反(fan)(fan)應(ying),生成更(geng)加穩(wen)定的(de)(de)Li2C03。在(zai)(zai)(zai)LiBr4、LiPF6基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong),鋰(li)(li)鹽分(fen)解產生的(de)(de)HF,會和(he)表(biao)面(mian)(mian)組(zu)分(fen)發(fa)生反(fan)(fan)應(ying),生成LiF,因此(ci)在(zai)(zai)(zai)LiCl04基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong),鋰(li)(li)電(dian)(dian)極的(de)(de)SEI 膜主(zhu)要由R0002Li、Li2003、鹵化鋰(li)(li)和(he)LiOH-Li20組(zu)成,而在(zai)(zai)(zai)LiFF6基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong),LiF是SEI膜的(de)(de)主(zhu)要組(zu)分(fen)。除溶(rong)劑(ji)的(de)(de)還(huan)原反(fan)(fan)應(ying)外,同時(shi)還(huan)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)鋰(li)(li)鹽的(de)(de)還(huan)原反(fan)(fan)應(ying),但它們在(zai)(zai)(zai)鋰(li)(li)電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)化學中(zhong)的(de)(de)重(zhong)要程度與溶(rong)劑(ji)的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)活性有關,如在(zai)(zai)(zai)PC基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong),鋰(li)(li)鹽的(de)(de)還(huan)原反(fan)(fan)應(ying)不如在(zai)(zai)(zai)C-DMC基(ji)電(dian)(dian)解液中(zhong)那樣顯著。AsF6-被(bei)還(huan)原為(wei)LiF、LixAsFy等;PF6-被(bei)還(huan)原為(wei)LiF、LixPFy等;N(S02CF3)2-
被還原(yuan)為LiF、鋰的氮化物(wu)以及鋰的硫化物(wu)如(ru)Li2S、Li2S204、Li2s03等。





