锂金属负极与电解质之间形成的钝化层(通常称为固态电解质界面,SEI)对电池性能有正面也有负面影响。
好处:
- 稳定性:SEI层可以保护锂金属负极,防止与电解液发生持续的反应,从而增强电池的循环稳定性。
- 减少反应:通过限制电解液与负极之间的直接接触,减少了副反应,保持电解液的稳定性。
- 提高安全性:降低锂枝晶形成的可能性,锂枝晶可穿透隔膜引起短路,SEI层有助于改善电池的安全性。
不好:
- 阻抗升高:随着SEI层的增厚,它可能会增加电池内部电阻,导致离子传输受到阻碍,降低电池的能量效率和功率输出。
- 不均匀生成:如果SEI层不是在负极上均匀生成,那么可能导致局部过热、离子输运路径不均匀,影响电池性能。
- 消耗电解液:SEI层的形成是一种消耗电解液的化学反应,可能使可用的电解液量减少,特别是在电池反复充放电过程中。
因此,控制SEI层的形成和性质是锂金属电池设计中的关键挑战,旨在最大化其优点,同时尽量减少不利影响。