《储能材料与器件分析测试技术》课件-项目一 电池基础与产业

课程思政1.中国动力电池发展史从技术受制到全球领航中国动力电池发展史中国动力电池产业的崛起，是一部技术突围、政策赋能与市场博弈的壮丽史诗。从20世纪90年代的技术空白到21世纪20年代的全球主导，四个关键阶段勾勒出从“追赶者”到“领跑者”的逆袭轨迹，凝聚着王传福、曾毓群等企业家的战略眼光，更见证了宁德时代、比亚迪、欣旺达等企业的创新奇迹。​中国动力电池发展史2023年，我国汽车产销量首次均迈上3000万辆台阶，跃升为全球最大的汽车出口国。其中，新能源汽车产销量占全球比重超过60％。2024年全球新能源汽车销量为1823.6万辆，中国新能源汽车销量占全球比重超过70%，连续10年位居世界第一。从起步到加速跑，再到实现弯道超车，中国新能源汽车一步步奔向国际舞台中央，实现了跨越式发展，成为全球新能源汽车的领跑者。01艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​02政策驱动与产业崛起（2009-2019年）03全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​01艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​一、艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​技术依赖与早期探索：在“无材料、无设备、无工艺”的“三无”困境中起步关键人物：其鲁（中国动力锂电奠基人）北京大学教授、博士生导师，国务院特殊津贴专家，材料科学家，我国钴酸锂、锰酸锂电池正极材料主要奠基人。北京大学新能源材料与技术实验室主任，2008年奥运会清洁能源电动车用动力电池项目首席科学家，国家“十一五”863电动汽车动力锂电池项目负责人。2001年初，钴酸锂合成技术首先实现突破，并投入大规模生产，结束了我国不能独立规模化生产锂电池正极材料的历史，并大大降低了电池成本。2003年，团队建成全球首条尖晶石锰酸锂生产线，并率先研制100Ah大容量动力电池。该技术应用于2008年北京奥运会50辆电动公交车，实现“零故障”运行16万公里，推动全球电动汽车技术突破。一、艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​敢为人先、攻坚克难：动力电池领域的拓荒者其鲁曾在采访中说：“外国人能做的，我们中国人不仅能做，还要做得更好。”​比亚迪（王传福的“电池王国”起点）一、艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​企业破冰：从消费锂电到动力锂电的蹒跚学步1995年，王传福辞去公职创立比亚迪，用“人工+夹具”的半自动化产线打破日本企业对镍镉电池的垄断。1999年，比亚迪推出第一款锂离子电池，2002年成为诺基亚全球供应商。2003年，王传福力排众议收购秦川汽车，开启“电池+汽车”垂直整合之路，成为中国首个布局动力锂电的车企。​一、艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​2022年3月，比亚迪宣布停止燃油车生产，全面转型新能源。仅仅过了15个月，比亚迪就从第一个500万辆新能源汽车，跨越到第二个500万辆，成为全球首个产销1000万辆新能源汽车的企业。2024年，中国新能源汽车在全球销量中占比已经超过60%，而比亚迪一家就占了将近20%。一、艰难起步（1990-2008年）：技术依赖下的破冰之旅​ATL与宁德时代前身1999年，曾毓群等创始团队在香港创立ATL，专注消费电子聚合物锂电池，2005年攻克“电池鼓包”难题，成为苹果iPod电池核心供应商。2011年，曾毓群带着ATL动力电池团队独立出来，在福建宁德创立宁德时代（CATL）。​2012年与德国宝马集团达成战略合作，成为其动力电池核心供应商。2021年宁德工厂被世界经济论坛评为灯塔工厂2024年动力电池使用量连续八年全球第一，全球装车量339.3GWh，市占率37.9%，；2024年储能电池全球出货量连续四年全球第一，市场占有率36.5%。02政策驱动与产业崛起（2009-2019年）二、政策驱动与产业崛起（2009-2019年）政策扶持加速发展："十城千辆"点燃产业引擎​2009年，工信部启动“十城千辆”工程，对新能源汽车给予最高6万元/辆补贴，北京、上海等25个城市率先推广电动公交。2012年国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》，明确2020年动力电池能量密度目标达300Wh/kg。2015年，宁德时代的“火箭式”崛起，宁德时代成为宝马i3电池供应商，获得国际车企认证。2017年以11.8GWh出货量超越松下，登顶全球第一。03全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​市场与技术的双领先：占据全球半壁江山​

2022年，全球动力电池装机量达517GWh，中国企业占据60%份额：宁德时代（38.6%）、比亚迪（18.6%）、中创新航（6.2%）位列前三，远超日韩企业（松下7.3%、LG新能源11.8%）。三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​技术里程碑：麒麟电池发布​

2022年6月23日，宁德时代发布第三代CTP技术——麒麟电池，系统集成度刷新了全球纪录，体积利用率高达72%，能量密度也提升至255Wh/kg，整车续驶里程达到1000km。三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​神行超充电池2025年4月21日，宁德时代在“超级科技日”活动上正式推出第二代神行超充电池，该电池以800公里续航和峰值12C充电倍率成为全球首款兼具长续航与超快充能力的磷酸铁锂电池。三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​

比亚迪刀片电池（2020年量产）将电芯排列方式从“柱状”改为“刀片式”，空间利用率提升50%，体积能量密度达300Wh/L，且通过针刺测试无明火，重新定义电池安全标准，搭载车型包括比亚迪汉EV（续航605公里）、特斯拉Model3（国产版）。​三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​安全与智能化突破：从“能用”到“好用”的跨越安全技术：从被动防护到主动预警宁德时代开发的AI电池管理系统（BMS），通过200+传感器实时监测电芯状态，故障预测准确率达99.9%；比亚迪的“电池医生”系统可实现电池寿命预测，误差小于5%。​材料创新：钠离子电池量产落地2021年，宁德时代推出全球首款钠离子电池，能量密度达160Wh/kg，-20℃环境下容量保持率88%，成本较锂电池低30%，填补低速电动车、储能市场的需求空白。​中国动力电池的发展史，是中华民族在现代化征程中“逆袭超车”的缩影。它告诉我们：只要怀揣梦想、脚踏实地，敢于直面挑战、勇于开拓创新，就没有迈不过的坎、攀不上的峰。三、全球主导与技术突破（2020年至今）：从规模领先到技术引领​领跑者追赶者知识拓展

2.中国锂电产业的机遇与挑战01中国锂电产业在全球的地位02中国锂电产业在国民经济中的地位03中国锂电产业面临的挑战01中国锂电产业在全球的地位一、中国锂电产业在全球的地位在新一轮科技革命和产业变革的大潮中，我国锂电产业发展走在了世界。前列，取得了阶段性优势。技术水平达到世界先进水平，并且建成了世界最强大的产业链。新能源汽车产销量全球第一；动力电池装机量全球第一；储能电池出货量全球第一；锂电正极材料、负极材料、隔膜、电解液产量全球第一；硫酸镍、硫酸钴、碳酸锂、氢氧化锂产量全球第一。一、中国锂电产业在全球的地位（一）新能源汽车自2015年起，我国新能源汽车产销量连续9年位居全球第一。2024年我国新能源汽车产量更是首次突破年度1000万辆达到1288.8万辆，同比增长34.4%，占全球总产量的65%。中国新能源汽车渗透率达40.9%，部分月份超50%。中国模式成为全球参考，数据显示过去四年全球新能源汽车市场增长近8倍，中国贡献超60%销量。一、中国锂电产业在全球的地位（一）新能源汽车2024年全球前十大新能源汽车销量企业，中国品牌占据9个。中国新能源汽车产业腾飞靠的不是运气，而是脚踏实地奋进，历经从“模仿借鉴”到“创新引领”、从“跟跑”到“并跑”再到“超车”的历程，背后有政策扶持、企业创新及全行业奋斗。一、中国锂电产业在全球的地位（二）动力电池2024年全球动力电池装车量达894.4GWh，同比增长27.2%。中国企业持续领跑，全球前十强占据六席，分别是宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能和欣旺达动力，份额合计67.1%，较2023年提升3.7个百分点。一、中国锂电产业在全球的地位（三）储能电池得益于新能源汽车用动力电池大规模生产之后带动的锂离子电池成本的快速下降，储能电池市场需求开始放量。2020-2024年，全球储能电池出货量近五年复合年均增长率达89.79%。预计2030年全球储能电池出货量将达到1,550GWH。一、中国锂电产业在全球的地位（三）储能电池2024年全球储能电池出货量前十企业中前八家均为中国企业，其中宁德时代以接近110GWh的储能电池出货量占据全球29.5%的市场份额，其次分别为亿纬锂能、厦门海辰、比亚迪、远景动力、中创新航、瑞普兰钧和国轩高科。韩国企业三星SDI和LGES分别排名第九和第十。一、中国锂电产业在全球的地位（四）正、负极材料中国是全球最大的正极材料生产国，产量占比全球超90%。2024年中国四大正极材料产量324万吨，其中磷酸铁锂234万吨，三元材料69万吨，钴酸锂9万吨，锰酸锂12万吨。正极材料一、中国锂电产业在全球的地位（四）正、负极材料2024年中国负极材料产量达到210万吨，同比增长超20%。其中，人造石墨材料的出货量为181万吨，天然石墨为26万吨。另外以硅基负极为代表的新型负极材料出货量占比达到3%。2024年4C人造石墨材料在动力电池领域放量，并加大6C人造石墨材料的开发验证。负极材料一、中国锂电产业在全球的地位（五）隔膜、电解液2024年国内隔膜总产量达222亿平方米，其中湿法隔膜占比77.8%，但行业面临产能过剩、价格战加剧、毛利率下滑等问题。2024年，上海恩捷仍然以接近70亿平米的出货量排名行业第一，星源材质以40亿平米的出货量排名行业第二。2024年出货量前十企业中还包括河北金力、中材科技、惠强新材、中兴新材、江苏厚生、蓝科途、璞泰来卓勤和北星新材。一、中国锂电产业在全球的地位（五）隔膜、电解液2024年中国锂离子电池电解液产量为153万吨，同比增长34.2%。天赐材料以接近50万吨的出货量排名第一，国内市场份额为31.6%。其他还有比亚迪、新宙邦、瑞泰新材、昆仑新材、珠海赛纬和法恩莱特等企业。02中国锂电产业在国民经济中的地位二、中国锂电产业在国民经济中的地位（一）增长支柱012024年，我国锂离子电池产业延续增长态势，全国锂电池总产量1170GWh，同比增长24%，行业总产值超过1.2万亿元，远超传统制造业增速，成为拉动工业增长的重要力量。022024年我国电池产品累计出口约670.13亿美元，同比下降7.02%，主因是锂电价格下滑。锂电是我国仅次于光伏的第二大新能源出口品类，显著改善贸易结构。03全产业链直接和间接带动就业约300-500万人，在四川宜宾、福建宁德等锂电产业集聚区，相关税收占地方财政收入比重超30%。二、中国锂电产业在国民经济中的地位（二）战略支柱“双碳”目标的核心载体；锂电产业是新能源汽车、储能等低碳技术的基础；国际竞争的话语权；中国在全球新能源产业链中占据主导地位，对冲欧美传统汽车强国优势；能源安全保障；中国对外石油依存度从73%（2020年）下降至68%（2023年），能源结构优化提速；回收循环体系；产品再利用和资源充分回收使用。二、中国锂电产业在国民经济中的地位（三）创新支柱01技术突破引领全球：磷酸铁锂（LFP）电池技术重新定义全球动力电池格局；钠离子电池、半固态电池等下一代技术领先欧美。02产业链协同：锂电产业带动上游锂资源开发（如盐湖提锂）、中游材料（正极、负极、隔膜、电解液）国产化率超90%，下游延伸至智能电网、电动船舶，飞行汽车等新场景。二、中国锂电产业在国民经济中的地位（三）创新支柱03区域经济转型：四川宜宾（宁德时代全球最大基地）、福建宁德等传统工业城市依托锂电实现“换道超车”，GDP增速跃居全国前列。04新兴领域兴起：机器人、智能家居、低空经济（无人机、电动垂直起降飞行器）等新领域快速发展。未来，随着新能源革命深化，锂电产业将进一步与人工智能（智能电池管理)、新材料（硅基负极）等前沿领域融合，成为国民经济高质量发展的核心支柱之一。03中国锂电产业面临的挑战智利将智利化工矿业盐湖资源国有化，稀释了天齐锂业的股份价值；赣锋锂业在墨西哥持有的9大锂矿特许开采权，被墨西哥矿业总局全部取消；（一）上游资源对外依赖与供应链风险三、中国锂电产业面临的挑战刚果（金）有关部门2月24日宣布，该国决定暂停钴出口四个月；印尼禁止镍矿出口，提高镍矿和镍冶炼产品税费；三、中国锂电产业面临的挑战（一）上游资源对外依赖与供应链风险2025年全球锂电池需求预计2500GWh，而中国头部企业规划产能已超4000GWh，叠加欧美扩产，行业或面临严重产能过剩。部分厂商产能利用率不足50%，有企业甚至低于30%，价格战导致大部分企业亏损。低端产能过剩，高端产能不足。磷酸铁锂产能过剩，但高镍三元、大圆柱电池（特斯拉4680）等高端产品发展较慢。三、中国锂电产业面临的挑战（二）产能过剩与结构性矛盾三、中国锂电产业面临的挑战（三）环保与回收压力锂云母生产碳酸锂过程中产生大量的锂渣，由于含有害金属，锂渣消纳成为难题。“锂渣”处理难题三、中国锂电产业面临的挑战（三）环保与回收压力2023年中国废旧动力电池回收率不足30%，正规回收渠道稀缺，导致资源浪费和环境污染风险。电池回收体系不完善三、中国锂电产业面临的挑战（三）环保与回收压力欧盟《新电池法》要求电池碳足迹披露和回收材料比例，中国企业需额外投入以满足国际标准。欧盟《新电池法》要求自2027年起，所有出口到欧洲的动力电池必须持有符合要求的“电池护照”、记录制造商、材料成分、碳足迹和供应链等信息。ESG要求提升三、中国锂电产业面临的挑战（四）地缘政治与政策风险美国通胀削减法案将中国列为“敏感实体”，限制使用中国电池材料的企业获得补贴。根据该法案，消费者购买每台新电动汽车可获得最高7,500美元的税收减免，主要从电池关键矿物原料来源地和电池组件制造地两方面进行限制。三、中国锂电产业面临的挑战（四）地缘政治与政策风险“对等关税”对未来中国锂电池市场发展存在一定压力，主要影响我国储能电池出口，美国是我国锂电池最大的出口目的地国。三、中国锂电产业面临的挑战（四）地缘政治与政策风险补贴退坡，中国新能源汽车补贴逐步退出，欧美对于交通电动化的热情骤降，下游需求增速可能放缓，传导至电池行业。三、中国锂电产业面临的挑战（五）人才与技术储备不足高端人才短缺：工信部发布的数据预计，到2030年，节能与新能源汽车产业人才缺口将达100万人。人才缺口将主要集中在涉及研发制造环节的高技能人才和涉及销售与售后维修的产品服务人才，其中复合型人才的需求将会愈加迫切。电解质材料研发滞后：日韩企业在硫化物固态电解质领域布局专利，中国目前以氧化物/聚合物路线为主，但硫化物电解质的高离子电导率和界面稳定性技术尚未突破。前沿技术储备不足：锂金属电池锂枝晶问题未解决，国内企业的固态电解质涂层技术仍处于实验室阶段。3.锂离子电池结构认知01锂离子电池组成四要素02正极03负极04电解液05隔膜01锂离子电池组成四要素一、锂离子电池组成四要素电池结构正极具有层状结构的锂盐和锂的金属氧化物，主要为LiFePO4、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiNixCoyMnzO2

。电解液以有机物为溶剂的锂盐无机锂盐LiBF4、LiPF6、LiAsF6等含氟有机锂盐。负极具有石墨结构的碳材料主要为石墨、非石墨化碳。隔膜只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起到绝缘作用。通常由多孔高分子膜组成，主要为聚乙烯PE，聚丙烯PP、PP/PE、PP/PE/PP。02正极二、正极电池正极指电源中电位（电势）较高的一端。锂离子电池的正极材料主要包括LiFePO4、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiNixCoyMnzO2等富锂材料。项目磷酸铁锂锰酸锂钴酸锂镍酸锂镍钴锰三元材料材料主成分LiFePO4LiMn2O4LiMnO2LiCoO2LiNiO2LiNiCoMnO2理论能量密度（mAh/g）170148286274274278实际能量密度（mAh/g）130-140100-120200135-140190-210155-165电压（V）3.2-3.73.8-3.93.4-4.33.62.5-4.13.0-4.5循环性（次）＞2000＞500差＞300差＞800过渡金属非常丰富丰富丰富贫乏丰富贫乏环保性无毒无毒无毒钴有放射性镍有毒钴、镍有毒安全性能好良好良好差差尚好适用温度(℃)-20～75＞50快速衰减高温不稳定-20～55N/A-20～55二、正极正极材料要求具备的特征具有较高的氧化还原点位，使电池输出电压高。Li+在正极材料中大量可逆的嵌入和脱嵌，以使电池有高容量。在嵌锂和脱锂时，结构稳定，以保证良好的循环性能。具有较高的电导率，以使电池大电流充放电性能好。化学稳定性好，不与电解质发生反应。具有较大的扩散系数，便于快速充放电。价格便宜，对环境无污染。LiFePO4

LiCoO203负极三、负极电池负极指电源中电位（电势）较低的一端。锂离子电池的负极材料主要分碳材料和非碳材料两类。碳材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球等；非碳材料包括硅基、钛基、锡基、氮化合物等。材料理论容量（mAh/g）加工性能缺点石墨类372优容量低硅基材料4200优体积变化大钛酸锂175优容量低金属锂3860不稳定产生枝晶锡基合金800~900不稳定体积变化大三、负极负极材料要求具备的特征负极氧化还原电位尽可能低，得到高的电池输出电压。Li+能够快速、可逆的嵌入和脱出，以便得到高的容量。Li+嵌入、脱出的可逆性好，主体结构没有或者变化很小，以保证良好的循环性能。具有较高的电导率，能使电池大电流充放电。具有良好的化学稳定性，形成SEI膜后不与电解液反应。Li+嵌入、脱出过程中，电极电位变化尽量小，保持电池电压的平稳。具有较大扩散系数，便于快速充放电。04电解液四、电解液电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体，是实现锂离子在正负极迁移的媒介，对锂离子电池容量、工作温度、循环效率以及安全性都有重要影响。常见的电解液由溶剂、锂盐、添加剂组成。电解液溶剂锂盐添加剂解离锂盐、提供Li+传输介质：碳酸乙烯酯（EC）、二乙基碳酸酯（DEC）、二甲基碳酸酯（DMC）、乙基甲基碳酸酯（EMC）等提供载流子：Li+（LiBF4、LiPF6、LiAsF6）改善SEI膜性能、防过充、阻燃抑制产气等四、电解液电解液特性要求良好的溶解性和高的离子电导率。电化学稳定的电位范围宽。热稳定性好，工作温度范围宽。化学稳定性好，与集流体及活性物质不反应。价格便宜，无毒，无环境污染。05隔膜五、隔膜材质PPPEPP/PE/PP结构单层单层、双层三层生产方法干法干法、湿法干法优点耐热性好、透过性好机械强度高、低温闭孔（闭孔温度约为130℃）综合了PP、PE膜的优点，机械强度高，安全性能好缺点安全关闭温度（闭孔温度＞140℃）高于PE耐高温性不如PP透过性差常见的隔膜有聚丙烯PP、聚乙烯PE、PP/PE/PP复合膜。隔离正、负极，并使电池内部的电子不能自由穿过。能够让电解液中的离子在正负极间自由通过。隔膜的主要作用：五、隔膜隔膜的性能要求化学稳定性：耐有机溶剂；机械性能：拉伸强度高，穿刺强度高；热稳定性：收缩率低，具有较低的闭孔温度和较高的破膜温度；透过率：透气性好，孔隙率高，孔径分布均匀；表面无静电：不吸尘，易分离；电解液浸润性：与电解液相容性好，吸液率高；均匀性：厚度、透过率、热收缩等。总结锂离子电池结构正极负极电解液隔膜磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料碳材料非碳材料聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)以及PP/PE/PP复合膜等。4.锂离子电池原理认知01回顾与展望02代表人物03发展历史04原理05锂离子电池优点06锂离子电池的缺点01回顾与展望一、回顾与展望2023年马斯克访华2023年5月31日，中国贸促会会长任鸿斌会见特斯拉公司首席执行官马斯克。双方就推动中美新能源产业合作议题深入交换意见。2024年政府工作报告提及新能源汽车2023成绩回顾：2次肯定了新能源汽车发展取得的亮眼成绩，其产销量占全球比重超过60%。电动汽车、锂电池、光伏产品“新三样”出口增长近30%。2024年的政府工作任务新能源汽车被重点提到巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势；提振智能网联新能源汽车消费。02代表人物2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫（JohnB.Goodenough），M·斯坦利·威廷汉（M.StanleyWhittingham），（吉野彰）AkiraYoshino，以奖励他们在锂离子电池方面的贡献。二、代表人物03发展历史锂金属电池最早由吉尔伯特·牛顿·路易士（GilbertN.Lewis）提出并研究，但没有成功得到应用。三、发展历史1912M·斯坦利·威廷汉（M.StanleyWhittingham）研究出了一种Li-TiS2体系首个锂电池。但由于枝晶所产生严重的安全隐患而未能成功实现商品化。1976约翰·B·古迪纳夫（Goodenough）研究出了一种插层型正极LixCoO2，极大地提高了电池的电压，从TiS2的2.4V提高LixCoO24V以上。1980吉野彰（AkiraYoshino）构建了第一个锂离子电池模型，成功地将纯锂从电池中移除，使得电池全部以锂离子为基础，比纯锂更加安全。1986日本索尼公司生产了第一批商用的锂离子电池，标志着锂离子电池正式走入日常生活。199104原理四、原理锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。四、原理锂离子电池充放电过程充电过程中，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电过程中，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极05锂离子电池优点五、锂离子电池优点04锂离子电池优点0506010203比能量高

输出电压高循环寿命长自放电小工作温度范围宽可快速充放电五、锂离子电池优点电池种类标称电压（V)能量密度（Wh/kg）循环寿命（次）记忆效应环境污染铅酸电池2V35～40400～500无有镍镉电池1.240～60600～1200有有镍氢电池1.260～80600～1200无无锂离子电池3.6150～250800～2000无无超级电容-1～20100000无无燃料电池1.2500-无无06锂离子电池的缺点六、锂离子电池的缺点锂离子电池缺点安全性问题低温性能差成本高过充电和过放电均会对电池造成不可逆损害图片来源：CCTV13总结锂离子电池的原理回顾与展望代表人物发展历程工作原理优缺点5.SEI膜认知01SEI膜简介02SEI膜的形成03SEI膜的特点及其对电池性能的影响04SEI膜的两种典型模型05SEI膜的影响因素01SEI膜简介一、SEI膜简介SEI膜（SolidElectrolyteInterface，固体电解质界面膜）是锂离子电池在首次循环过程中，电极材料与电解液在固-液相界面上发生一系列反应后，在电极材料表面形成的一层多组分钝化层。Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，对于电池的性能、寿命和安全性具有重要影响。02SEI膜的形成二、SEI膜的形成SEI膜的形成过程，即电化学反应过程。电解液在电场作用下在负极表面发生不可逆的电化学反应。在实际生产中，SEI膜的形成主要是在电池化成工序，其成分主要由烷基脂锂、碳酸锂等组成。电解液在电场作用下在负极表面发生不可逆的电化学反应。例：电解液成分：碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（EDC）、LiPF6、痕量水（H2O）。二、SEI膜的形成2EC+2e-+2Li+→

(CH2OCO2Li)2↓+CH2=CH2↑EC+2e-+2Li+→

LiCH2CH2OCO2Li↓DMC+e-+

Li+→

CH3·+CH3OCO2Li↓+And/orCH3OLi↓+CH3OCO·traceH2O+e-+Li+

→

LiOH↓+1/2H2LiOH+e-+Li+

→

Li2O↓+1/2H2H2O+(CH2OCO2Li)2→

Li2CO3↓+CO2CO2+2e-+Li+

→

Li2CO3↓+COLiPF6+H2O→

LiF+2HF+PF3OPF6-+ne-+nLi+

→

LiF↓+LixPFy↓PF3O+ne-+nLi+

→

LiF↓+LixPOFy↓HF+(CH2OCO2Li)2↓,LiCO3↓

→

LiF↓+(CH2COCO2H)2,H2CO3(sol.)二、SEI膜的形成开始形成SEI膜SEI膜持续生长SEI膜生长完整图1SEI膜马赛克模型电子传递

溶剂化Li+的扩散电子隧道效应化学反应与SEI膜生成注意：在整个化成的过程中，内层的无机物层会持续增长，并保持了一个粗糙的界面，同时外层的有机物层则保持了多