SEI 막 형성 과정은 전기 화학적 반응 과정이다. 전압이 일정 값에 도달하면 음극 표면에 일련의 물리 화학적 변화가 발생합니다. 실제 생산에서, 이 단계는 주로 배터리화를 통해 막을 형성한다.
확장 데이터
리튬 수상 돌기 성장은 리튬 이온 배터리의 안전성과 안정성에 영향을 미치는 근본적인 문제 중 하나이다. 리튬 이온 배터리 순환 과정에서 리튬 가지 결정의 성장은 전극과 전해질 사이의 인터페이스를 불안정하게 만들고 그에 따른 고체 전해질 인터페이스 (SEI) 막을 파괴한다. 리튬 가지 결정의 성장 과정에서 전해질은 끊임없이 소모되어 금속 리튬의 돌이킬 수 없는 퇴적을 초래하여 죽은 리튬을 형성하고 쿨롱의 효율이 떨어진다. (윌리엄 셰익스피어, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱, 쿨롱)
리튬 결정체의 형성은 심지어 막을 뚫어 리튬 이온 배터리 내부의 단락으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 배터리 열이 통제할 수 없게 되어 연소가 폭발한다. 리튬 수상 결정의 성장 메커니즘은 학계에서 여전히 논란이 되고 있다. 리튬 이온 배터리는 물이 산소를 두려워하기 때문에 자주 쓰이는 표상 SEI 의 기술적 수단이 매우 제한적이다.
이 문제를 해결하기 위해 다양한 전자 현미경 기술을 사용하는 것은 나노 스케일에서 리튬 수상 돌기 성장의 진화 과정을 이해하는 데 매우 중요합니다. 기존의 투과 전자 현미경은 고에너지 입자의 조명으로 인해 SEI 와 전극 구조의 손상을 입히기 쉽다.
냉동전자 현미경으로 이 문제를 해결할 수 있지만 사용 조건의 제한으로 실험에서는 상온 전해질을 사용할 수 없고 현장 관찰도 할 수 없다.
초기 현장 전기 화학 원자력현미경 (EC-AFM) 을 바탕으로 리튬 이온 배터리의 각종 음극소재의 성막기리를 심도 있게 연구해 SEI 막 성막전위를 금속 리튬 퇴적전위보다 더 정확한 특징으로 2 단계 실시간 현장 관찰 실험을 설계해 리튬 지정을 연구했다.
연구원들은 EC-AFM 을 이용하여 탄산에틸렌에스테르 (EC) 와 브롬 탄산에틸렌에스테르 (FEC) 를 기반으로 한 SEI 막의 성장 과정을 실시간으로 연구하여 제자리 리튬 가지결정의 성장을 관찰할 수 있다.
이 두 전해질에 의해 형성된 SEI 막의 영률, CV 스펙트럼, EIS 임피던스 스펙트럼의 분석을 통해 XPS 스펙트럼 분석과 결합해 FEC 전해질에 의해 형성된 SEI 막에 더 많은 LiF 무기염이 함유되어 있다는 사실이 밝혀졌다. LiF 는 더 나은 경도와 안정성을 가지고 있기 때문에 SEI 막은 더 높은 강도를 가지고 있어 리튬의 성장을 효과적으로 억제할 수 있다.
참조 데이터
바이두 백과-인터페이스 특징
바이두 백과-플루오로 에틸렌 카보네이트
바이두 백과-리튬 수상 돌기