电池博客
宣传内容
上述模型都没有明确回答SEI膜的导Li+机理。有关SEI膜的导电机理目前有两种假设:一种是液相中的Li+到达SEI膜界面,借助SEI膜Li盐组分发生阳离子互换传递;另一种是液相中的Li+去溶剂化后直接穿越SEI膜微孔向电极本体的迁移。二者之中哪种更有说服力至今尚无定论。
如果SEI膜的导Li+过程为离子交换传递过程,那么,哪种锂盐的阳离子交换的弛豫时间越短,其导Li+性就越好,这种机理对应Li+迁移数t+=1,电子迁移数te=0,且核电载体的浓度分布与膜的厚度无关。在整个嵌、脱锂反应过程中Li+的跨膜传递是电极反应的决速步骤。从这个意义上讲,下列几种常见SEI膜组分的导Li+性顺序为LizS03>LizCOa>ROC02Li>ROLi。文献报道表明,石墨电极在PC基电解液中加入SOz添加剂,表面形成LizSOa为主要成分的SEI膜,其电化学性能明显优于C02作添加剂时电极表面形成的以LizCOa为主要成分的SEI膜E223;而在DMC基电解液中加入痕量水(500mg/kg)不仅对石墨电极的性能没有任何破坏性。反而会表现出很大程度的提高[25),此时电极表面由烷氧基碳酸锂为主的SEI膜变成以LizCOa为主的SEI膜,说明LizCOa为主的SEI膜比ROC02U好,LizCOa的Li+迁移性比ROC02Li来得大[23,243。这些事实可以作为上述SEI膜组分导Li+性顺序的旁证和支持Li+交换传递机理的论据。就ROC02Li而言,R基体积越大,R基团的给电子作用也会使得Li+交换反应的速率降低,SEI膜的导Li+性能下降。LiF、LizS组分的导Li+性差[24,253,阴阳离子间强烈的相互作用易于诱发类似晶格排列的多层膜沉积,从而阻碍Li+通过,造成电极的高界面电阻。
如果SEI膜的导Li+过程为液相中的Li+通过SEI膜微孔向电极的迁移过程,那么,Li+在SEI膜中的扩散系数应明显高于Li+在许多晶体(如Li2C03)中的扩散系数。研究表明,Li+穿越炭负极SEI膜的扩散系数D~.10-scm2/sD83,这一数值近似等于Li+在液相中的扩散系数,远大于正离子在Li2C03中的扩散系数(10-12~10-9cm2/s)叫。从这个意义上讲,Li+穿越SEI膜微孔的迁移机理似乎更合乎实际E233。如果SEI膜的导Li+过程是Li+的微孔迁移机理,那么,SEI膜的导电性与膜结构微孔的大小、电解液的残留量和电极表面覆盖度有关,阳离子迁移/)硝`数2+
2018-06-18
2019-02-14
2021-06-29
2021-09-13
2021-03-08
2022-12-19
2023-11-30
2021-12-10
2021-02-05
2023-02-21
2021-04-09
2019-06-27