SEI膜的組成
在有機電解液中,鋰電極表面SEI膜主要由電解液的組分包括有機溶劑、鋰鹽陰離子,、添加劑以及可能含有的雜質(zhì)如H20,、HF等在鋰電極表面還原的不溶產(chǎn)物,同時可能還含有鋰電極表面原始組分Li20、LioH和Li2C03與上述電解液組分的反應(yīng)生成的不溶產(chǎn)物。
總的來說,在烷基碳酸酯基電解液中,,鋰電極表面SEI膜主要由RO002Li組成,對環(huán)狀溶劑來說,,是烷基碳酸二鋰;對鏈狀溶劑來說,,主要是烷基碳酸單鋰。對EC-DMC基電解液而言,,一些烷氧基鋰可能是CH3OLi也存在,。在烷基碳酸酯-醚混合溶劑電解液中,鋰電極SuI膜的主要組分是烷基碳酸酯的還原產(chǎn)物-烷基碳酸鋰,。但同時光譜學(xué)研究表明,,即使在醚和烷基碳酸酯比率在1:1的情況下,,醚也會被還原沉積到鋰電極表面上,成為SEI膜組成的一部分,,因此SEI膜組分中也含有一定量的烷氧基鋰(ROLi)化合物,,它們相對量的多少與溶劑的比率和所使用的特定溶劑有關(guān)。
在貯存過程中,,這些膜老化過程將會使其組分發(fā)生變化,。在純?nèi)軇┗騆iCl04、LiAsF6基電解液中,,痕量的水將與碳負(fù)極表面組分ROQO2Li反應(yīng),,生成更加穩(wěn)定的Li2C03。在LiBr4,、LiPF6基電解液中,,鋰鹽分解產(chǎn)生的HF,,會和表面組分發(fā)生反應(yīng),,生成LiF,因此在LiCl04基電解液中,,鋰電極的SEI
膜主要由R0002Li,、Li2003、鹵化鋰和LiOH-Li20組成,,而在LiFF6基電解液中,,LiF是SEI膜的主要組分。除溶劑的還原反應(yīng)外,,同時還存在鋰鹽的還原反應(yīng),,但它們在鋰電極表面化學(xué)中的重要程度與溶劑的反應(yīng)活性有關(guān),如在PC基電解液中,,鋰鹽的還原反應(yīng)不如在C-DMC基電解液中那樣顯著,。AsF6-被還原為LiF、LixAsFy等;PF6-被還原為LiF,、LixPFy等;N(S02CF3)2-
被還原為LiF,、鋰的氮化物以及鋰的硫化物如Li2S、Li2S204,、Li2s03等,。