SEI膜,是指在鋰離子電池充放電迴圈過(guò)程中,鋰電極與電解液在固液相介面上發(fā)生反應(yīng),所形成的納米級(jí)“固態(tài)電解質(zhì)介面膜”(solid electrolyte interface)。其能夠確保鋰電極材料在許多極性非質(zhì)子溶劑體系中有較為明顯的穩(wěn)定性,阻止鋰電極和電解液的進(jìn)一步反應(yīng),在一定程度上能增強(qiáng)電池的安全性。除此之外,SEI膜的形成還對(duì)鋰電極的迴圈壽命、充放電速度、功率密度等電化學(xué)性能有重要的影響。
1、由金屬鋰和電解液組分之間的反應(yīng)造成的腐蝕程度是由SEI膜鈍化性能決定的。
2、鋰的溶解-沉積過(guò)程必須通過(guò)SEI膜發(fā)生,且鋰離子通過(guò)SEI膜的遷移是該過(guò)程的速率控制步驟,決定了速率的均勻性,如SEI膜的結(jié)構(gòu)和組成越均勻,鋰的沉積過(guò)程均勻性越好,得以能避免大部分的金屬鋰被腐蝕,使鋰電極可獲得更高的迴圈效率。
3、在溶解和沉積過(guò)程中,由於由離子組分組成的SEI膜很難適應(yīng)該過(guò)程鋰表面形態(tài)的變化,因此鈍化膜很容易發(fā)生破裂,導(dǎo)致“裸鋰”現(xiàn)象,以及電極與電解液的發(fā)生副反應(yīng)。所以,當(dāng)鋰和電解液組分不斷被消耗時(shí),鋰電極迴圈性能將逐漸衰減。
4、SEI膜的破裂會(huì)形成一些高活性位元,從而加速這些部位鋰的沉積和溶解速度,導(dǎo)致鋰電極表面電流分配的不均勻性,產(chǎn)生安全問(wèn)題。這就是金屬鋰蓄電池商品化應(yīng)用遭到失敗的主要原因。