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文档简介

1、 Quality assurance Designed to power you1锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层,具有固体电解质的特征,是电子绝缘体却是Li+ 的优良导体, 俗称SEI膜。SEI膜中包含大量的亚稳态组分如烷基碳酸锂，碳酸锂等成分。当电池温度升高时，会加剧亚稳态组分在电解液中溶解，另一方面，亚稳态的SEI膜还会发生放热分解，表现为：2(CH2O-CO2Li)2 2Li2CO3+2C2H4+2CO2+O2 (1)2Li+(CH2O-CO2Li)2 2Li2CO3+C2H4 (2)2Li2

2、CO3 Li2O+CO2 (3) 根据阿伦尼乌斯公式，反应速度k正比于exp(-Ea/T), 25提升到60，反应速度提升7倍。 破坏的SEI膜在后期循环过程中将不断修复和更新，消耗部分锂离子和电解液并产生甲烷，乙烷，乙烯等气体，并加速容量衰减。典型的反应如下：2EC + 2e- + 2Li + (CH2OCO2Li)2+ CH2=CH2 （4）EC + 2e +2Li+CH3OLi（s）+ CO （5）DEC + e + 2Li+ C2H5OCO2Li (s) +CH3 （6）CH3 + CH3 C2H6 CH3 + 1/2H2 CH4 （7）高温循环衰减原理 Quality assuran

3、ce Designed to power you2当电池温度升高到70时，电解液中锂盐分解：LiPF6 LiF+PF5 (8)分解产物PF5 是一种很强的路易斯酸，具有很高的反应活性，与有机溶剂EC,DEC等反应生成可溶性单聚物，二聚物等；而且PF5使石墨负极表面的SEI膜稳定性恶化。这些反应都会进一步会加速锂盐的分解消耗，并最终造成容量衰减。 SEI分解后的产物，最终沉积在负极活性物质的表面，增大锂离子脱嵌时的阻力，表现为阻抗急剧增加，加速容量衰减。高温循环衰减原理Li2CO3+PF5 POF3+LiF+2CO2 (9)ROCO2Li+PF5 RF+LiF+CO2+POF3 (10) Quality assurance Designed to power you3改善建议1.高温会加剧SEI膜和锂盐的分解，因此宜避免电池长时间高温循环，建议电池在45以下循环。2.其他改进措施1）优化化成工艺，提高SEI膜的稳定性a）提高化成截止电压，提高SEI膜的成膜完整性，以提高SEI膜的稳定性。b) 采用45化成45高温化成，能提高SEI膜在高温下的热稳定性。2）优化电解液体系，提高SEI膜的稳定性c)加入Li盐稳定剂，加入LiF推动化学平衡往逆向进行或者少量的路易斯碱化 合物来降低PF5的活性。d)优化高温添加量优

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