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小木蟲論壇-學術(shù)科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 電化學 » 版塊活動 » 討論鋰電池中鋰枝晶的形成
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ywuweizi版主 (著名寫手)
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[交流]
討論鋰電池中鋰枝晶的形成 已有8人參與
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石墨中所嵌入的鋰的含量超過了它所承受的范圍，那么多余的鋰離子就會和負極中穿梭而來的電子結(jié)合，在負極表面上開始沉積（deposition）。而對于要形成鋰枝晶，一個必要的條件就是，負極的表面是不平整的（roughness），這樣就會給鋰枝晶的形成提供產(chǎn)所和便利。這時候的鋰是沉積在隔膜和負極的接觸部位，但是生長的方向是沿著從負極→隔膜的走向，因此反應發(fā)生的地點是在負極與電解液的界面上。 Cohen提出的模型是基于復雜的SEI膜生長的，他們的觀點在非水電解液中，由于在活性物質(zhì)表面形成，其界面上反應活性點多，形成了馬賽克狀多層結(jié)構(gòu)，導致了SEI形成的不均衡，SEI的厚度不均和離子導電性差異，進而引起 SEI的局部沉積和溶解，也使活性物質(zhì)層和SEI膜部分。 Micromorphological Studies of Lithium Electrodes in Alkyl Carbonate Solutions Using in Situ Atomic Force Microscopy Yamaki 等人提出了晶須生長的理論，他們認為鋰枝晶生長模式是晶須生長，鋰的沉積位置是膜上具有更高離子電導率和晶界以及缺陷的位置，這導致了鋰原子分布的不均勻和造成SEI膜下應力分布的不均，為了緩解這類應力，鋰的表面張力會促使其穿透SEI膜形成晶須，而鋰沉積繼續(xù)在鋰基底上而非晶須，最終使鋰電極表面長滿晶須，長時間的沉積使電極表面被長晶須覆蓋，阻礙鋰離子的繼續(xù)傳輸，然后鋰才會沉積才晶須的連接處和尖端（這些地方一般都有缺陷），由于這類“粗大”連接的出現(xiàn)，鋰沉積的電流密度變得很小，使其繼續(xù)成為顆粒狀的鋰枝晶或者非晶鋰。[A consideration of the morphology of electrochemically deposited lithium in an organic electrolyte] |
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