SEI膜的組成
在有機電解液中,锂電池的锂電極表面SEI膜主要由電解液的組分包括有機溶劑、锂鹽陰離子、添加劑以及可能含有的雜質如H20、HF等在锂電極表面還原的不溶産物,同時可能還含有锂電極表面原始組分Li20、LioH和Li2C03與上述電解液組分的反應生成的不溶産物。
總的來說,在烷基碳酸酯基電解液中,锂電極表面SEI膜主要由RO002Li組成,對環狀溶劑來說,是烷基碳酸二锂;對鏈狀溶劑來說,主要是烷基碳酸單锂。對EC-DMC基電解液而言,一些烷氧基锂可能是CH3OLi也存在。在烷基碳酸酯-醚混合溶劑電解液中,锂電極SuI膜的主要組分是烷基碳酸酯的還原産物-烷基碳酸锂。但同時光譜學研究表明,即使在醚和烷基碳酸酯比率在1:1的情況下,醚也會被還原沈積到锂電極表面上,成爲SEI膜組成的一部分,因此SEI膜組分中也含有一定量的烷氧基锂(ROLi)化合物,它們相對量的多少與溶劑的比率和所使用的特定溶劑有關。
在贮存过程中,这些膜老化过程将会使其组分发生变化。在纯溶剂或LiCl04、LiAsF6基电解液中,痕量的水将与碳负极表面组分ROQO2Li反应,生成更加稳定的Li2C03。在LiBr4、LiPF6基电解液中,锂盐分解产生的HF,会和表面组分发生反应,生成LiF,因此在LiCl04基电解液中,锂电极的SEI 膜主要由R0002Li、Li2003、卤化锂和LiOH-Li20组成,而在LiFF6基电解液中,LiF是SEI膜的主要组分。除溶剂的还原反应外,同时还存在锂盐的还原反应,但它们在锂电极表面化学中的重要程度与溶剂的反应活性有关,如在PC基电解液中,锂盐的还原反应不如在C-DMC基电解液中那样显著。AsF6-被还原为LiF、LixAsFy等;PF6-被还原为LiF、LixPFy等;N(S02CF3)2-
被還原爲LiF、锂的氮化物以及锂的硫化物如Li2S、Li2S204、Li2s03等。
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