锂离子电池锂枝晶的形成和抑制-od体育app下载

一、锂离子电池锂枝晶形成的原因

1、正负极表面不均衡

造成正负极表面不均衡的因素包括：涂布不均匀，不是正极涂布偏重就是负极涂布偏轻；活性物质掺入杂质；正极或是负极头比较厚等。此外，要是表面粗糙度越大，越会加快锂枝晶的形成。

2、锂离子浓度梯度及分布

锂离子在正极材料中脱出后，会经过电解液和隔膜，然后嵌入到负极中。在充电的过程中，正极锂离子的浓度持续上升，负极锂离子的浓度渐渐降低，在电流密度比较大的稀溶液中，离子浓度可以看成0，说明负极变成局部空间电荷，并且形成枝晶，枝晶结构生长的速度和电解液中离子偏移速率是一样的。

3、过放

在放电的过程中，负极锂离子浓度渐渐在增高，而正极锂离子浓度在逐步减小，在深度放电的时候，因为负极可承受锂离子数量和扩散能力是有限的，因此多余的锂离子就会游离该极表面然后析出。

4、极化

在负极漏铜箔的位置，因为极化小，容易锂合金化，所以锂离子容易析锂。

5、电流密度

降低电流密度，能够在一定的程度上延缓枝晶锂的生长速度。

二、抑制锂离子电池锂枝晶的方法

1、采用具有较多极性基团的玻璃纤维固体电解质，当成负极表面的修饰层，从而控制枝晶的生长。

2、由于锂离子电池的老化，动力学条件也会变弱，所以需要对金属锂沉积最大控制电流的降低进行追踪，避免电流太大造成锂枝晶的出现，有效降低了电池内出现短路的现象。

3、固态电解质具备比较高的模量，能够阻碍锂枝晶的生长，锂枝晶难以穿刺电解质导通正负极，大幅度提升了安全性，所以被当做是锂金属电池最佳的一个选择。

4、应用电解液助剂能够控制锂枝晶的生长。在金属锂和电解液进行接触的时候，会在表面形成一层固态电解质界面膜(sei)。在不变动电解液重要组成的情况下，将电解液助剂氟代碳酸乙烯酯(fec)引入，能够调节sei的组成，从而实现锂的均匀沉积。