リチウムイオン電池形成のプロセスのステップ

リチウムイオン電池の形成中のSEI膜の形成プロセスには、次の4つのステップが含まれます。

ステップ1：電子はコレクター-コンダクター-グラファイト粒子からポイントAに内部的に伝達され、SEI膜を形成します。

ステップ2：溶媒リチウムイオンは、溶媒のコーティングの下で、新しいSEI膜の表面の正極からBポイントに広がります。

ステップ3：ポイントAの電子は、電子トンネル効果によってポイントBに広がります。

ステップ4：ポイントBに遷移する電子は、リチウム塩、可溶性リチウムイオン、および皮膜形成剤と反応し、元のSEI膜の表面にSEI膜を形成し続け、SEIの厚さが増加します。グラファイト粒子の表面に膜を形成し、最終的に完全なSEI膜を形成します。

SEIによって形成される全体的な反応プロセスは、上記の4つの段階的な反応によって具体的に説明できることがわかります。 4つの段階的な反応プロセスは、SEI膜全体の膜形成プロセスを決定します。

ステップ1：電子は、コレクター-導体-グラファイト粒子からポイントAに内部的に伝達され、SEI膜を形成します。

点Aに到達する電子の数は、正極と負極の間の変換に使用される電流と電流の均一性によって決まります。化学電流が大きいほど、電極点aを通過する電流も大きくなります。正極板と負極板が不均一な場合、近点（a）の電流が大きくなります。電極の点aの電流が増加すると、点aの活性物質の粒子を通過する電流が大きくなります。つまり、点Aに到達する電子の数が単位時間あたりに増加します。そのため、A点での膜反応が変化します（前の記事で述べたように、つまり、多数の電子がグラファイト粒子の表面に集中し、膜形成剤やリチウムイオンと反応しやすくなります）二電子反応プロセス）。

ステップ2：溶媒のカプセル化の下で、溶媒リチウムイオンが正極から新しいSEI膜の表面のBポイントに広がります。電解質の組成が変わらない場合、温度が上昇し、電解質の粘度が低下します。膜形成剤、電解質中の溶媒リチウムイオン透過抵抗が減少します。同時に、温度が上昇すると、電解質の導電率が増加し（下の図に示すように、さまざまな温度での特定の電解質の粘度と導電率）、上記のプロセスにより、単位時間、より多くのフィルムが発生します形成剤とリチウムイオン溶媒は、活性物質粒子の表面の点Bに到達し、それによって点Bの膜反応プロセスに影響を与えます（前の記事で述べたように、つまり、比較的少数の電子（今回は、溶媒リチウムイオンがグラファイト粒子の表面により集中しているため、単一電子反応プロセスで膜形成剤やリチウムイオンとの反応が容易になります。

ステップ3：ポイントAの電子は、電子トンネル効果によってポイントBに広がります。このプロセスの速度は、形成されたSEI膜の構造と組成に関連している必要があります。SEI膜の密度が高く、有機成分の比率が高いほど、電子をブロックする効果が強くなり、同じ距離を通る電子。このとき形成されるSEI膜の厚さは薄くなり、不可逆反応の総量が少ないほど、バッテリーの初期効率は高くなります。

ステップ4：ポイントBに遷移する電子は、リチウム塩、可溶性リチウムイオン、および皮膜形成剤と反応し、元のSEI膜の表面にSEI膜を形成し続け、SEIの厚さが増加します。グラファイト粒子の表面に膜を形成し、最終的に完全なSEI膜を形成します。二次プロセスは、自由衝突と複合反応プロセスです。温度が高いほど、分子運動が速くなり、衝突の可能性が高くなり、反応速度が速くなり、ステップの抵抗が少なくなります。

この論文では、化学物質形成とSEI膜形成のプロセスに対するさまざまなプロセスパラメータの影響について詳細に説明します。

1.電流サイズと電極シート上の電流分布の均一性は、SEI膜の特定のコンポーネントに影響を与えます。

2.温度は、SEI膜の構造と組成に影響を与えます。

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