梳理關(guān)于SEI膜的幾個問題：談電池性能

看資料，遇到負(fù)極或者電解液性能的時候，總能看到一個名詞組：SEI，說SEI膜的形態(tài)特性與變化對電池的容量發(fā)揮、功率發(fā)揮、循環(huán)壽命、高溫穩(wěn)定性能等有至關(guān)重要的意義。但是SEI膜是屬于微觀層面的電池界面問題，顯得比較神秘。本著學(xué)習(xí)的態(tài)度，我收集了一些資料，梳理了一下關(guān)于SEI膜的幾個問題：有什么功能、怎么形成、怎么變化。

SEI有什么功能

SEI膜，全稱solid electrolyte interface，固體電解質(zhì)界面(膜)，顧名思義，他就是具有固體電解質(zhì)性質(zhì)的鈍化膜層。SEI是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體，能夠讓鋰離子在其中進(jìn)行傳輸，進(jìn)入到石墨表面，進(jìn)行脫嵌鋰工作。同時又是良好的電子絕緣體，能夠有效的降低內(nèi)部的短路概率，改善自放電。更為重要的是，這玩意兒能有效效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞, 因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。

但是，SEI在形成過程中消耗了部分鋰離子，使得首次充放電不可逆容量增加, 降低了電極材料的充放電效率。在循環(huán)過程中，SEI不斷的增長，消耗電解液，會造成容量的加速衰減。

SEI膜增加了界面的鋰離子傳輸阻抗，降低了整個體系的動力學(xué)。

SEI膜怎么形成

SEI 膜形成于電池的首次充放電過程中，鋰離子與溶劑(EC/DMC)、痕量水、HF等在石墨表面形成的一層鈍化膜，一層包含高分子與無機(jī)鹽的多空層。下面三張圖比較清晰的標(biāo)明了SEI所處的位置。(如圖3)

SEI is a very complicated comprising of inorganic components which are normally saltdegradation products and organic components which are partial or complete reductionproducts of solvent。通常，SEI膜的厚度分布從幾埃到幾百埃，比較難以定義SEI的厚度，因?yàn)樗幸徊糠质窃陔娊庖豪镞叺?。但是通過離子阻抗技術(shù)，我們可以大概的判斷活性物質(zhì)和電解液之間的平均SEI厚度。

對于這些有機(jī)/無機(jī)組分的構(gòu)成形態(tài)及作用，文獻(xiàn)里也提出了各種各樣的模型，包括SEI/PEI/SPI/CSL等。不同的模型提出了不同的電化學(xué)模擬簡化原則，在電化學(xué)等效電路中被當(dāng)做不同的R/C電路。具體可以參見相關(guān)的電化學(xué)書籍和文獻(xiàn)。(好吧，其實(shí)是我也看不懂)