SEI膜的性能作用分析

　　看資料，遇到負(fù)極或者電解液性能的時(shí)候，總能看到一個(gè)名詞組：SEI，說(shuō)SEI膜的形態(tài)特性與變化對(duì)電池的容量發(fā)揮、功率發(fā)揮、循環(huán)壽命、高溫穩(wěn)定性能等有至關(guān)重要的意義。但是SEI膜是屬于微觀層面的電池界面問(wèn)題，顯得比較神秘。本著學(xué)習(xí)的態(tài)度，我收集了一些資料，梳理了一下關(guān)于SEI膜的幾個(gè)問(wèn)題：有什么功能、怎么形成、怎么變化。

　　SEI有什么功能

　　SEI膜，全稱(chēng)solid electrolyte interface，固體電解質(zhì)界面（膜），顧名思義，他就是具有固體電解質(zhì)性質(zhì)的鈍化膜層。SEI是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體，能夠讓鋰離子在其中進(jìn)行傳輸，進(jìn)入到石墨表面，進(jìn)行脫嵌鋰工作。同時(shí)又是良好的電子絕緣體，能夠有效的降低內(nèi)部的短路概率，改善自放電。更為重要的是，這玩意兒能有效效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對(duì)電極材料造成的破壞， 因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。

　　但是，SEI在形成過(guò)程中消耗了部分鋰離子，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。在循環(huán)過(guò)程中，SEI不斷的增長(zhǎng)，消耗電解液，會(huì)造成容量的加速衰減。

　　SEI膜增加了界面的鋰離子傳輸阻抗，降低了整個(gè)體系的動(dòng)力學(xué)。

　　SEI膜怎么形成

　　SEI 膜形成于電池的首次充放電過(guò)程中，鋰離子與溶劑（EC/DMC）、痕量水、HF等在石墨表面形成的一層鈍化膜，一層包含高分子與無(wú)機(jī)鹽的多空層。下面三張圖比較清晰的標(biāo)明了SEI所處的位置。（如圖3）

　　SEI is a very complicated comprising of inorganic components which are normally salt degradation products and organic components which are partial or complete reduction products of solvent。通常，SEI膜的厚度分布從幾埃到幾百埃，比較難以定義SEI的厚度，因?yàn)樗幸徊糠质窃陔娊庖豪镞叺?。但是通過(guò)離子阻抗技術(shù)，我們可以大概的判斷活性物質(zhì)和電解液之間的平均SEI厚度。