- SEI的作用：SEI是锂离子电池阳极上形成的纳米级薄膜，主要作用是作为选择性屏障，允许锂离子通过，同时阻断电子，防止电解质持续分解，从而稳定电池内部环境，提升电池性能、安全性和寿命。
- SEI的形成：SEI在初始充电周期中形成，通过电解质在阳极表面的还原反应产生，主要成分包括无机物（如LiF、Li₂CO₃）和有机物（如烷基碳酸盐、聚合物链）。
- SEI的结构：SEI具有双层结构，内层富含无机物，致密且电子绝缘；外层富含有机物，多孔且具有弹性，适应阳极体积变化。
- SEI对电池性能的影响：
- 离子传输：SEI的离子电导率约为10⁻⁸至10⁻⁶S/cm，允许锂离子高效传输，同时电子电导率小于10⁻¹²S/cm，有效阻止电子泄漏。
- 循环寿命：良好的SEI能显著提升电池循环寿命，例如，优化SEI的电池在1°C下，每周期容量衰落率低于0.05%，超过1000个周期仍保持约70%的容量，而差的SEI可能导致每周期0.2%的衰落，1000周期后容量降至~20%。
- 安全性：SEI能有效抑制气体产生和热失控，例如，添加2%FEC的SEI能减少80%的气体产生，并降低热失控风险。
- 影响SEI的因素：
- 电解质成分：盐的类型（如LiPF₆、LiFSI、LiTFSI）和溶剂混合物（如EC/DMC）会影响SEI的成分和特性。
- 添加剂：FEC、VC等添加剂能促进LiF的形成，增强SEI的稳定性和均匀性，例如，2%FEC能提升LiF含量50%，并使SEI更均匀。
- 形成协议：多步充电/静止循环能确保SEI的均匀性和稳定性。
- 温度：温度对SEI的形成和稳定性有显著影响，最佳形成温度为20–30°C。
- 阳极表面：阳极表面的预处理（如表面涂层、粗糙度控制）能引导SEI均匀沉积。
- 电解质水含量与杂质：水分和金属离子等杂质会降解SEI，因此需要严格控制电解质的纯度。
- 循环速率：不同的循环速率会影响SEI的厚度和均匀性，需要根据预期使用场景进行优化。
- 外部压力：堆叠压力会影响SEI的厚度和均匀性，需要在形成过程中进行控制。
- 未来方向：研究方向转向固体电解质，以消除液体电解质带来的问题，并进一步提升电池的能量密度、循环寿命和安全性。
