界面相容性与稳定性研究方法

来源:钜大LARGE    2011-06-16 21:02:00    点击量:0

在以碳材料作负极的锂离子电池中,在负极首次充电过程中,易于与电解质中的有机溶剂,如EC等,产生反应,在电极表面产生SEI膜,聚合物电解质与电极材料间形成稳定的相界面,但钝化现象不能太严重,否则会导致电池容量的降低,也影响电池的倍率充放电性能。聚合物电解质/电极界面相容性一般通过监视锂对称电极与聚合物电解质组成电池的界面阻抗随时间变化来衡量的。聚合物电解质膜与锂对称电极组成三层夹心结构式测试电池,其交流阻抗谱图随时间变化,不同时间锂对称电极电池的交流阻抗谱如图6-15所示,高频区为本体电阻的反映,中频区圆弧为界面性能的表面,低频区的直线源于离子的扩散,即Warburg阻抗,根据对各区的分析,提出如图6-16所示等效电路,由此可求出界面电阻和本体电阻。
考察界面性能的稳定性,还可以根据锂离子在SS电极上的沉积—剥离过程动力学来衡量。在SS/凝胶聚合物电解质(GPE)/ll伏安循环(C—V)过程中(图6-17),锂离子在0V(vs.以/Li+)附近会在工作电极SS上产生锂的沉积和剥离反应:Li++e——吨i在C—V曲线上在0V附近会出现一个阴极沉积峰,接着出现一个阳极剥离峰,如果峰状规则、两个峰面积相差不大,表示锂离子的沉积—剥离过程是可逆的,也是一个快的动力学过程,且效率高;如果在循环过程中峰电流下降很快,表示锂电极与电解质膜界面钝化现象严重,界面稳定性差。