Состояние понимания твердого электролитного интерфейса (SEI) графитового анода в литий‑ионных аккумуляторах и его связь с циклованием при формировании

Представлен подробный исторический и современный обзор науки о формировании твердого электролитного интерфейса (SEI) литий‑ионных аккумуляторов (LIB) на графитовом аноде, включая структуру, морфологию, состав, электрохимию и механизм образования. В ходе начальной эксплуатации LIB на поверхностях графита, наиболее распространённого анодного материала, формируется слой SEI. SEI необходим для долговременной работоспособности LIB и влияет на начальную потерю ёмкости, характеристики саморазряда, скоростную способность и безопасность. Хотя наличие анодного SEI жизненно важно, его образование и рост трудно контролировать, поскольку они зависят от множества факторов, включая тип графита, состав электролита, электрохимические условия и температуру. Поэтому формирование SEI и его электрохимическая стабильность в условиях длительной эксплуатации должны стать приоритетными темами для дальнейших исследований при разработке LIB. В статье освещается прогресс в знаниях о SEI с момента его открытия в 1979 году до текущего уровня понимания и рассматриваются различия в химическом и структурном составе при изменении материалов и компонентов ячейки. Также обсуждается связь слоя SEI со стадией формирования LIB, включающей как смачивание электролитом, так и последующие медленные циклы заряда–разряда, применяемые для наращивания SEI.