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淺論水分在鋰電池內部的作用及影響,固體電解質界面(Solid-ElectrolyteInterface，簡稱SEI)膜是一層選擇性透過膜，能使Li+自由透過,，而電解液分子不能透過,。電解液的組成和痕量的添加劑對SEI膜形成的電位、致密程度,、電池不可逆容量損失,、電池內阻等有顯著的影響。水作為電解液中一種痕量組分,，對鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有一定的影響,。主要表現為電池容量變小，放電時間變短,，內阻增大,，循環(huán)容量衰減，電池膨脹等現象,，因此,，在鋰離子電池的制作過程中，必須嚴格控制環(huán)境的濕度和正負極材料,、電解液的含水量,。

 

水分對放電容量的影響：

電池放電容量隨電池中水分的增加而減小。在鋰源恒定的條件下,，電池放電容量的變化主要由2個主要因素制約。

1,、SEI膜的形成消耗部分Li十,，造成不可逆容量損失，單電子還原過程生成的烷基碳酸鋰還可以與電解液中的痕量水發(fā)生反應,，2ROC02Li+H2O→LieC03+C02+2ROH,，當生成C02后，在低電位下的負極表面,，有新的化學反應發(fā)生2C02+2Li++2e→LieC03+CO,。

2、SEI膜形成以后,，在仍然有H2O存在的條件下,，H2O會促使電解液中LiPF6的分解，使電池放電時間縮短,，LiPF6→LiF+PFs,，PFs+H2O→POF3+2HF。

 

水分對鋰電池內阻的影響：

隨著電池水分的增加,，內阻呈上升的趨勢,。產生電池內阻差異的主要因素有如下2個方面。

1,、SEI膜的差異導致電池內阻的差異,。在電解液溶劑體系中,，痕量的水能夠形成以Li2CO3為主、穩(wěn)定性好,、均勻致密的SEI膜,，其內阻較小。

2,、水分含量多于體系形成SEI膜的所需含量時,，在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀，導致電池內阻增加,。

 

水分對電池循環(huán)容量衰減的影響：

電池容量衰減隨水分含量增加而逐漸減小,。這與SEI膜的致密程度和均勻性有關。當SEI膜均勻致密時,，電解液溶劑不易嵌人到負極中,，占據Li十嵌人空位，因此容量衰減很少,。與此相反,，當SEI膜的局部不致密、不均勻時,，Li十嵌人空位被電解液溶劑占據相對較容易,。LieC03是形成均勻致密SEI膜主要的組分，電解液溶劑體系中,，當水分含量過量時,，會導致SEI膜的局部不致密、不均勻,，因此容量衰減增加,。

電池會膨脹主要是因為SEI膜生成后水的存在使LiPF6分解生成HF氣體。