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SEI膜的组成

在有机电解液中,锂电池的锂电极表面SEI膜主要由电解液的组分包括有机溶剂、锂盐阴离子、添加剂以及可能含有的杂质如H20、HF等在锂电极表面还原的不溶产物,同时可能还含有锂电极表面原始组分Li20、LioH和Li2C03与上述电解液组分的反应生成的不溶产物。

总的来说,在烷基碳酸酯基电解液中,锂电极表面SEI膜主要由RO002Li组成,对环状溶剂来说,是烷基碳酸二锂;对链状溶剂来说,主要是烷基碳酸单锂。对EC-DMC基电解液而言,一些烷氧基锂可能是CH3OLi也存在。在烷基碳酸酯-醚混合溶剂电解液中,锂电极SuI膜的主要组分是烷基碳酸酯的还原产物-烷基碳酸锂。但同时光谱学研究表明,即使在醚和烷基碳酸酯比率在1:1的情况下,醚也会被还原沉积到锂电极表面上,成为SEI膜组成的一部分,因此SEI膜组分中也含有一定量的烷氧基锂(ROLi)化合物,它们相对量的多少与溶剂的比率和所使用的特定溶剂有关。

在贮存过程中,这些膜老化过程将会使其组分发生变化。在纯溶剂或LiCl04、LiAsF6基电解液中,痕量的水将与碳负极表面组分ROQO2Li反应,生成更加稳定的Li2C03。在LiBr4、LiPF6基电解液中,锂盐分解产生的HF,会和表面组分发生反应,生成LiF,因此在LiCl04基电解液中,锂电极的SEI 膜主要由R0002Li、Li2003、卤化锂和LiOH-Li20组成,而在LiFF6基电解液中,LiF是SEI膜的主要组分。除溶剂的还原反应外,同时还存在锂盐的还原反应,但它们在锂电极表面化学中的重要程度与溶剂的反应活性有关,如在PC基电解液中,锂盐的还原反应不如在C-DMC基电解液中那样显著。AsF6-被还原为LiF、LixAsFy等;PF6-被还原为LiF、LixPFy等;N(S02CF3)2-

被还原为LiF、锂的氮化物以及锂的硫化物如Li2S、Li2S204、Li2s03等。

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