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1.在一定的负极电位下，到达电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子、锂盐阴离子、添加剂，甚至是杂质分子，在电极/电解液相界面发生不可逆反应。 2.不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中 3.电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止 4.一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行 5.在电池首次充电过程中，碳负极表面先于Li+插层建立完善、致密、Li＋可导的SEI膜 SEI膜形成机制 双电子反应： PC/EC+2e→丙烯/乙烯＋CO32- CO32-+2Li+→Li2CO3 单电子反应形成烷基碳酸锂： PC/EC +e →PC-/EC-自由基 2PC-/EC-自由基＋ 2Li+→丙烯/乙烯＋烷氧基碳酸锂 烷氧基碳酸锂＋H2O →Li2CO3+CO2+(CH2OH)2 SEI膜的结构 有关SEI膜的导Li＋机理目前有两种假设： 1.液相中的Li+到达SEI膜界面，借助SEI膜锂盐组分发生阳离子互换传递 2.液相中的Li＋去溶剂化后直接穿越SEI膜微孔向电极本体迁移 SEI膜的形成是碳负极与电解液相互作用的结果，其稳定性取决于电极和电解液的性质 1.电极界面性质对SEI膜的稳定性影响 2.电解液组成对SEI膜稳定性的影响 3.电解液中杂质的影响 4.温度的影响 5.电流密度的影响 SEI膜不是简单的沉积覆盖在电极表面，膜组分与电极界面的原子或原子团有结构上的联系，这是实现SEI膜组分稳定性的必要保证 碳负极经过微弱的氧化后形成的不规整界面上带有少量的－OH、－COOH等酸性基团，在电极过程中易于转变为－OLi或羧基锂盐的基团，这样就能够稳定的存在于电极/电解液界面上。 氧化的石墨在EC、EMC等电解液中能够迅速形成稳定的SEI膜，从而减少电极的不可逆损失。 电极界面性质对SEI膜的稳定性影响 电解液的组成在很大程度上决定了SEI膜的化学组成。化学组成不同，膜的结构和性质必然不同，因此电解液的组成是影响SEI膜性质的关键 电解液组成对SEI膜的稳定性影响 * * 锂离子电池电解液 东莞杉杉 电解液/电极界面 电解液的组成 电解液生产工艺 电解液的发展方向 电解液生产工艺 包装桶 预处理 水洗 检测 烘干 氩气置换 检测 工业级原料 高纯级原料 脱水脱醇 精馏 检测 检测 配制 检测 灌装 精制LiPF6 成品入库 精馏或脱水 产品罐 反应釜 灌装出厂 手套箱 精馏和脱水 对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处理以达到锂电池电解液使用标准。但是受到化工工艺和安全性问题的制约，仅仅对EC和DEC采取精馏的方式进行提纯处理，其余的有机溶剂均采用脱水处理达到使用标准。 在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的项目有：纯度、水分、醇含量 产品罐 在对有机溶剂完成精馏或脱水后，经过真空氩气保护管道进入产品罐、等待使用。根据电解液物料配比，在产品罐处通过电子计量准确称量有机溶剂。如果产品罐中的有机溶剂短时间未使用，需要再次对其进行纯度、水分、醇含量的检测，继而根据生产的需要准确进入反应釜。 反应釜 依据物料配比和加入先后顺序，有机溶剂依次在反应釜充分搅拌、混匀，然后通过手套箱加入所需的锂盐和电解液添加剂。在加入物料开始到结束应控制反应釜的搅拌速度、温度等，在完全搅拌两小时后，对电解液检测的项目有：水分、电导率、色度、醇含量 灌装 经搅拌均匀、检测合格的液体电解液在氩气环境下被灌入电解液包装桶，进行编号，最终进入仓库等待出厂。 由于电解液自身的物理、化学性质等因素，入库的电解液应在短时间内使用，防止环境等因素导致电解液的变质 电解液的组成 由于锂离子电池负极的电位与锂接近，比较活泼，在水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性有机溶剂作为锂离子的载体。 电解质锂盐是提供锂离子的源泉，保证电池在充放电循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返，从而实现可逆循环。因此必须保证电极与电解液之间没有副反应发生。 为了满足以上要求就需要在电解液生产过程中控制有机溶剂和锂盐的纯度和水分等指标，以确保电解液在电池工作时充分、有效的发挥作用 锂离子电池所使用的有机溶剂 1.碳酸酯类 2.羧酸酯类 3.醚类有机溶剂 4.含硫有机溶剂 1 碳酸酯类 碳酸酯类溶剂具有较好的电化学稳定性、较高的闪点和较低的熔点在锂离子电池中得到广泛的使用。碳酸酯类的溶剂就其结构而言，主要分为两类： 1.环状碳酸酯 PC和EC 2.链状碳酸酯 DMC、EMC、DEC 3 醚类有机溶剂 醚类有机溶剂介电常数低，黏度较小，但是醚类的性质活泼，抗氧化性不好，故不常用作锂离子电池电解液的主要成分，一般做为碳酸酯的共溶剂或添加剂使用来提高电解液的电导率. 4 含硫有机溶剂 含硫溶剂中最有可能在锂离子电池中使用的是砜类。但是大部分砜类室温下为固体，只有