锂离子电池化成步骤和SEI膜的形成过程
来源：333体育官网电气 日期：2019-05-22 09:26 浏览量：次
锂离子电池化成步骤和SEI膜的形成过程。锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。在极片制造工艺阶段，可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。最后是电池的化成、老化、分容三步工艺。
锂离子电池化成步骤
步骤①：电子由集流体-导电剂-石墨颗粒内部传递到待形成SEI膜的A点;
步骤②：溶剂化的锂离子在溶剂的包裹下，从正极扩散至正在生成的SEI膜表层的B点;
步骤③：A点的电子通过电子隧道效应扩散至B点;
步骤④：跃迁至B点的电子与锂盐、溶剂化锂离子、成膜剂等反应，在原有SEI膜表层继续生成SEI膜，从而使得石墨颗粒表层SEI膜厚度不断增加，最终形成完整的SEI膜。
由此可见，SEI形成的整体反应过程，可具体分解为上述四个分步反应来描述，四个分步反应过程，即决定了整个333体育SEI膜的成膜过程。
333体育的老化
老化一般就是指电池装配注液完成后第一次充电化成后的放置，可以有常温老化也可有高温老化，两者作用都是使初次充电化成后形成的SEI膜性质和组成更加稳定，保证333体育电化学性能的稳定性。老化的目的主要有三个：
1、333体育经过预化成工序后，电池内部石墨负极会形成一定的量的SEI膜，但是这个膜结构紧密且孔隙�。绯卦诟呶孪陆欣匣兄赟EI结构重组，形成宽松多孔的膜。
2、化成后电池的电压处于不稳定的阶段，其电压略高于真实电压，老化的目的就是让其电压更准确稳定。
3、将333体育置于高温或常温下一段时间，可以保证电解液能够对极片进行充分的浸润，有利于电池性能的稳定。
333体育的化成-老化工艺是必不可少的，在实际生产中根据333体育的材料体系和结构体系选择电池充放电工艺，但是电池的化成必须在小电流的条件下充放电。经过两步关键工艺，再对稳定下来的电池进行分容，经过包装等工序后就可以出场了。
锂离子电池SEI膜的形成过程
步骤①：电子由集流体-导电剂-石墨颗粒内部传递到待形成SEI膜的A点
到达A点的电子数量，将由化成时使用的电流、电流在正负极之间分布均匀性共同决定：化成电流越大，通过电极片a点的电流越大;当正负极电极片之间不平整时，相距近的点(a)，电流更大;电极a点电流增大时，通过a点处活性物质颗粒的电流将更大，即单位时间内到达A点的电子数将增多，因此将使得A点处发生的成膜反应发生变化(如上篇文章所述：即大量的电子聚集于石墨颗粒表面，更容易与成膜剂、锂离子发生双电子反应过程。
步骤②：溶剂化的锂离子在溶剂的包裹下，从正极扩散至正在生成的SEI膜表层的B点
在电解液成分不变的情况下，升高温度，电解液粘度将降低，成膜剂、溶剂化锂离子在电解液中传输阻力将降低;同时温度升高时，电解液的电导率将提高，以上过程都将使得单位时间内，有更多的成膜剂及溶剂化锂离子到达活性物质颗粒表面的B点，从而影响B点的成膜反应过程。
步骤③：A点的电子通过电子隧道效应扩散至B点;此过程的速度，必定与已经形成的SEI膜的结构及组成有关
SEI膜越致密、有机组份比例越高，阻隔电子的效应越强，电子穿过相同距离的阻力越大。此时形成的SEI膜厚度会更�。豢赡娣从Φ淖芰吭降停�333体育的首次效率越高。
步骤④：跃迁至B点的电子与锂盐、溶剂化锂离子、成膜剂等反应，在原有SEI膜表层继续生成SEI膜
从而使得石墨颗粒表层SEI膜厚度不断增加，最终形成完整的SEI膜。次过程即自由碰撞、结合反应过程，温度越高，分子运动越快，发生碰撞的概率越高，反应速度越高，该步骤的阻力越小。
SEI概述
锂离子电池在首次充放电时，电解液中少量极性非质子溶剂在得到部分电子后发生还原反应，与锂离子结合反应生成一种厚度约100-120nm的界面膜，这个膜就是SEI。SEI通常形成于电极材料与电解液之间的固液相界面。
当锂离子电池开始充放电时锂离子从正极活物质中脱出，进入电解液穿透隔膜再进入电解液，最后再嵌入负极碳材料的层状空隙中，锂离子完成一个完整的脱嵌行为。此时，电子从正极沿外端回路出来，进入负极碳材料中。
SEI对碳负极333体育性能的影响
第一、SEI于首次充放电间完成，形成伴随部分锂离子的消耗，锂离子被消耗造成的就是电池不可逆容量的增加，就降低了电极材料的充放电效率。
第二、SEI膜具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在。部分电解液中有PC存在，PC容易共嵌入负极材料对电极材料造成破坏，而如果能在电解液中添加合适的外加剂促使SEI形成，则能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。
第三、SEI允许锂离子通过而禁止电子通过，一方面保证了摇椅式充放电循环的持续，另一方面阻碍了锂离子的进一步消耗，提高了333体育的使用寿命。
以上就是锂离子电池化成步骤和SEI膜的形成过程，化成完成后333体育才能开始正常的充放电。不同荷电状态下，SEI膜的阻抗也不相同。负极满电状态时的SEI膜的阻抗高于放电状态，这是由插锂及脱锂过程中负极体积变化造成的。
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