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锂电池的SEI,CEI分别是什么?

锂电解码 2025-05-08 09:53 发文

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):Li₂CO₃、LiF、Li₂O等,结构致密且稳定。

有机成分(外层):ROCO₂Li、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Li₂CO₃、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LiPO₂F₂)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

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