锂电池的SEI,CEI分别是什么?
锂电池中的SEI和CEI分别是负极和正极表面的界面膜。它们对锂电池的性能非常重要,具体定义及区别如下:
1.SEI(Solid Electrolyte Interface,固体电解质界面膜)
定义:SEI膜是锂离子电池首次充放电过程中,电解液在负极(如石墨、硅基材料等)表面发生还原反应形成的钝化层。
组成:
无机成分(内层):LiCO、LiF、LiO等,结构致密且稳定。
有机成分(外层):ROCOLi、ROLi等,多孔且稳定性较差。
作用:
允许锂离子通过但阻挡电子,防止电解液持续分解。
抑制溶剂分子共嵌入负极,保护电极结构。
影响因素:电解液成分、化成工艺(电流、温度)、添加剂(如VC、FEC)等。
问题:SEI膜过厚或破裂会导致内阻增加、锂枝晶生长,影响电池寿命和安全性。
2.CEI(Cathode Electrolyte Interface,正极电解质界面膜)
定义:CEI膜是正极材料(如NCM、LFP等)在高电位下与电解液发生氧化反应形成的界面层。
组成:
主要为LiCO、LiF及过渡金属氧化物等,厚度较薄(1-2 nm)。
作用:
防止正极与电解液直接接触,减少过渡金属溶出和电解液氧化分解。
特点:
分布不连续,结构复杂,受正极材料氧化分解和电解液成分共同影响。
3.SEI与CEI的区别
4.相关研究进展
SEI优化:通过添加剂(如LiPOF)或低温化成工艺可形成更致密的SEI膜。
CEI调控:硅基添加剂(如TMSP)可增强CEI稳定性,提升高温性能。
总结
SEI和CEI是锂电池中保护电极-电解液界面的关键膜层,其稳定性直接影响电池的循环寿命和安全性。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!
参考资料(锂电解码资料库可下载):
1.锂离子电池高荷电状态下存储老化机理及延寿研究,刘勇
2.锂离子电池正/负极材料及电极应力研究,牛少军
3.锂离子电池低温电解液的挑战及研究进展,崔正元
原文标题 : 锂电池的SEI,CEI分别是什么?

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