本文主要來源為學堂在線《鋰離子電池材料與技術》學習筆記

1、添加劑

為了抑制電解液與電極片之間的不可逆氧化還原反應，提高電解液與電極片材料界面的穩定性。在電解液溶劑和鋰鹽的基礎上，需添加少量非儲能材料，可針對性提升鋰離子電池某方面的性能，這類材料統稱為添加劑。

添加劑在電解液中的質量分數通常小于10%，可明顯提升電池電化學性能，具有用量小、見效快等特征。近些年，添加劑是鋰離子電池性能優化的一個研究方向。

添加劑既可以是有機物， 也可以是無機鹽，部分溶劑或鋰鹽（溶劑和鋰鹽是鋰離子電池電解液的主要組成成分）本身也可以作為添加劑。 如二草酸硼酸鋰本身是一種鋰鹽，已有的研究發現，二草酸硼酸鋰作為一種成膜的添加劑，對改善鋰離子電池壽命有較大的幫助。

圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》

根據對鋰離子電池性能改善的功能分類，添加劑可分類為成膜添加劑、阻燃添加劑、防過充添加劑、多功能添加劑等。其中成膜添加劑是研究廣泛的添加劑。

圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》 成膜添加劑也被稱為SEI成膜添加劑，作用是在正極或負極表面形成或優化SEI膜（鋰離子可通過，電子不可通過的膜），實現電極片與電解液更好的兼容性，優化鋰離子電池的電化學性能。

2、SEI膜

2.1 SEI膜的影響

對于SEI膜的研究，最早集中于碳基負極表面的鈍化膜。在碳基負極首次充放電過程中，存在不可逆的容量損失。其中，大多數的不可逆容量損失是由于正極的鋰離子在碳基材料表面沉積形成的SEI膜。

圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》

雖然SEI膜增大了極片與電解液界面的電化學阻抗，但SEI膜可以阻隔電解液中的溶劑同負極片的直接接觸，可以阻止電解液溶劑在負極表面進一步發生反應，提高了鋰離子電池的循環壽命。

因此，首次充電在碳基負極界面形成完善致密的SEI膜，有利于提升鋰離子電池的電化學性能。

2.2 理想SEI膜的特征

（1）負極完全被SEI膜覆蓋后，不可逆反應停止。

（2）SEI膜不溶于電解液溶劑且溶劑分子不容易穿過。

（3）SEI膜具有高的離子電導率，但對電子絕緣。

（4）具有均勻形貌與化學組成，保證電流與電場分布均勻。

（5）在負極表面具有較好的粘附性。

（6）具有較好的機械強度和彈性。充放電過程中，鋰離子穿過不發生破壞。

2.3 SEI膜的構成

關于SEI膜的構成，具有多種模型與假設，其中比較經典的是Peled等人的模型：將SEI膜看作多種微粒的混合狀態。

Peled等人認為靠近負極片形成的SEI膜主要為無機鹽，如氧化鋰（Li2O）、氟化鋰（LiF）、碳酸鋰（Li2CO3）等。遠離負極片形成部分含有鋰的有機聚合物。

Polyolefins中文譯為聚烯烴；Semicarbonates暫未找到可能的準確翻譯，百度翻譯譯為半碳酸鹽。圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》

3、添加劑舉例

氟代碳酸乙烯酯（FEC）、碳酸亞乙烯酯（VC）是比較成熟的成膜添加劑。氟代碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯所生成的SEI膜成分沒有太大區別，均含有氟化鋰、碳酸鋰等物質。

但氟代碳酸乙烯酯所生成的SEI膜氟化鋰含量高于碳酸亞乙烯酯所生成的SEI膜氟化鋰含量。

編輯：黃飛