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提高锂离子电池的SEI膜稳定性的添加剂的介绍

2022.9.17

  SEl(Solid Electrolyte Interface)膜,即固体电解质相界面膜,是在锂离子电池负极表面所形成的一层钝化膜,把电解液与碳材料/锂负极隔离开。SEl膜是在锂离子电池初始循环过程中形成的。在一定电位下,在负极/电解液界面,有机溶剂分子、锂盐阴离子、杂质及添加剂发生还原分解形成不溶物质沉积在电极表面。

  成膜添加剂分为有机成膜添加剂和无机成膜添加剂。

  有机成膜添加剂包括亚硫酸酯添加剂、亚矾类添加剂和磺酸酯添加剂。

  常用的亚硫酸酯添加剂有亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯酯(PS)、二甲基亚硫酸酯(DMS)、二乙基亚硫酸酯(DES)等18]。亚硫酸酯添加剂在炭负极表面还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐LizS、LizSO;或LiuSO,和有机盐ROSO2Lil81]。具体成分还与电流密度有关,在高电流密度下,首先生成无机锂盐,

  0.5V以下才出现有机锂盐成分;在低电流密度下,1.5V便出现有机锂盐沉淀,之后不再有无机盐生成。不同亚硫酸酯添加剂在炭负极界面的成膜强度大小为ES>PS2DMS>DES。

  亚佩类添加剂28包括二甲亚硕(DMSO)、丁基亚碱、乙甲基亚碱(EMS)、环丙基亚佩(TriMS)、1-甲基环丙基亚佩(MTS)、乙基仲丁基亚矾(EsBS)、乙基异丁基亚矾(EiPS)及3,3,3-三氟丙甲基亚(FPMS)等。

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