| 查看: 2219 | 回复: 5 | ||||
| 当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖 | ||||
[交流]
沿SEI厚度方向，其组分一致吗？ 已有4人参与
|
||||
|
给大家推荐一下SEI成分分析的好文章！ 沿SEI厚度方向，其组分一致吗？ 前两篇文章中，科路得科博士向各位科粉分别介绍了充放电过程及SEI膜的形成过程，其中SEI膜的形成过程包括如下四个步骤： 步骤①：电子由集流体-导电剂-石墨颗粒内部传递到待形成SEI膜的A点； 步骤②：溶剂化的锂离子在溶剂的包裹下，从正极扩散至正在生成的SEI膜表层的B点； 步骤③：A点的电子通过电子隧道效应扩散至B点； 步骤④：跃迁至B点的电子与锂盐、溶剂化锂离子、成膜剂等反应，在原有SEI膜表层继续生成SEI膜，从而使得石墨颗粒表层SEI膜厚度不断增加，最终形成完整的SEI膜。  从以上过程，可以看出，电子隧道效应决定了SEI膜不可能沿着其厚度方向上无限制的生长(通常其厚度在几纳米至几十纳米之间)。那么，SEI膜主要是由什么组成的？在SEI膜的各个区域，其组分是否一致？相信细心的科粉已经发现，上述的SEI膜形成过程示意图中，SEI膜沿厚度方向组分并不相同：靠近活性物质表面的SEI膜主要为LiF、Li2O或Li2CO3等无机锂盐，远离活性物质表面的SEI膜成份则主要为有机锂盐；这是必然结果吗？本文将对此做简要回答。 Hitoshi Ota等人以PC为溶剂、ES为添加剂1M LiPF6为锂盐配制电解液，再以石墨为活性物质组装电池，进行SEI膜成膜反应研究，发现主要反应过程包括两种类别： 1．双电子反应：即两个电子同时参与才能发生反应，此时更容易生成无机锂盐组分； 2．单电子反应：即只需一个电子参与即可发生的反应，此时更容易生成有机锂盐组分。 具体过程如下方程式所示：  结合SEI膜的形成步骤，对SEI膜的形成分阶段分析： SEI膜形成初期，成膜过程分为如下步骤： 步骤①：大量电子由集流体-导电剂-石墨颗粒内部传递到石墨颗粒表面； 步骤②：在电场作用下，成膜剂、溶剂化锂离子等扩散至石墨颗粒表面； 步骤③：大量的电子在石墨颗粒表面与成膜剂、锂离子结合、反应生成SEI膜； SEI膜形成后期，成膜过程除上述三步过程外，电子还必须穿过已经形成的、电子绝缘的SEI膜，才能达到已经形成的SEI膜表面与成膜剂、锂离子结合、反应进一步生成SEI膜。 由上述分析可得，初始阶段，大量的电子聚集于石墨颗粒表面，更容易与成膜剂、锂离子发生双电子反应过程，因此生成的SEI膜无机组分为主；而成膜后期，电子需要穿越已经形成的SEI膜后才能与成膜剂、锂离子结合、反应，因此到达反应点的电子数量减少，更容易发生单电子反应，因此生成的SEI膜以有机组分为主。  上述分析说明，SEI膜主要是由无机锂盐、有机锂盐组成；其组分在各个区域并不相同：沿着其厚度方向(石墨表面向外)，无机锂盐组分逐渐减小，有机锂盐组分组建增多。而无机锂盐具有更好的电子阻隔效应，但其韧性较差，可以有效阻隔电子但容易遭到破坏；有机锂盐则相反，电子阻隔效应相对较差，但韧性优良，不容易被破坏；因此SEI膜本身具有的内层无机锂盐组分多有机锂盐组分少、外层有机锂盐组分多无机锂盐组分少的组成特征，正好使得其具有更加优良的综合性能：有效的阻隔电子同时又能保持结构的稳定性。 后续科路得科博士将对实验过程中化成流程的设置、化成流程/化成温度等对电芯性能的影响做简单介绍，敬请广大科粉关注科路得公众号。 科博士还发过如下文章，大家也可以在微信中搜科路得查看其他文章。 1．锂离子电池电化学阻抗谱分析 2．锂离子电池电化学性能机理分析-内阻分解 3．锂离子电池容量衰减机理分析及改善策略 4．锂离子电池发展历程及展望 5．揭开锂离子电池的神秘面纱—关于锂离子电池你不知道的事 6．SEI膜为什么没有沿着厚度方向无限生长 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 锂电专用 |
» 猜你喜欢
求调剂一志愿海大，0703化学学硕304分，有大创项目，四级已过
已经有10人回复
-
070300 求调剂
已经有1人回复
-
物理化学论文润色/翻译怎么收费?
已经有217人回复
-
深圳大学高等研究院赵伟课题组招收化学调剂生
已经有3人回复
-
青岛大学固态电池研究团队招收材料、化学、物理等方向博士研究生
已经有32人回复
-
化学工程085602 305分求调剂
已经有17人回复
-
龋病与牙周病的表述
已经有1人回复
-
070300化学求调剂
已经有12人回复
-
武汉纺织大学全国重点实验室杨应奎教授团队拟招17-19位硕博生！
已经有0人回复
-
材料与化工专硕接受跨专业调剂（重庆市属高校）
已经有0人回复
-
武汉纺织大学全国重点实验室杨应奎教授团队拟招17-19位硕博生！
已经有0人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
陈865104567
木虫 (正式写手)
- 应助: 0 (幼儿园)
- 金币: 5529.6
- 散金: 290
- 红花: 1
- 帖子: 910
- 在线: 119.7小时
- 虫号: 2670417
- 注册: 2013-09-22
- 性别: GG
- 专业: 电化学
3楼2016-06-26 08:38:09
2楼2016-06-24 14:14:12
4楼2016-07-04 17:12:48
6