PNNL研究人员揭示电池首次充电时SEI的形成过程

据外媒报道,美国西北太平洋国家实验室(PNNL)的科学家们,将一种特殊设计的锂离子电池装入二次离子质谱仪中,在电池工作过程中,从分子级别观察SEI的形成。

在很大程度上,锂离子电池初次使用的前几个小时,决定了它的性能。因为在这段时间,一组分子会自行组合,构成电池的内部组成部分,即固体电解质间相膜(SEI),并在未来几年对电池产生影响。SEI膜的关键作用是,允许一部分粒子通过。进一步了解SEI膜,是制造更有活力、更持久和更安全的锂离子电池的关键一步。但是,SEI膜的形成始终是个谜,研究人员尝试过多种技术,也末能从分子级别见证它的形成过程。

SEI是一种非常薄的薄膜材料,在制造电池时并不存在。只有首次为电池充电时,分子才会聚集,并通过电化学反应形成这种结构。这种结构如同通道,使锂离子可以在正负极之间来回流动。最重要的是,SEI膜迫使电子绕道而行,使电池保持运转,并让储能成为可能。正是因为有了SEI,锂离子电池才能为手机、笔记本电脑和电动汽车提供动力。科学家们利用各种原材料,想要制造出最好的SEI膜。但是,不了解SEI的产生过程,如同厨师只有食材,却不懂烹饪。美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)和美国陆军研究实验室(US Army Research Laboratory)的研究人员,着手研究SEI膜是如何产生的。

PNNL研究人员揭示电池首次充电时SEI的形成过程


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