بررسی الکتروشیمیایی تشکیل لایه SEI در فرایند فرماسیون آند گرافیت طبیعی در باتری لیتیوم- یون

لایه فصل مشترک الکترولیتی جامد (SEI) یک فیلم سطحی است که از طریق تجزیه الکترولیت در باتری لیتیوم- یون روی سطح آند تشکیل می شود. درک صحیح از فرایند تشکیل لایه SEI در آندهای گرافیتی می تواند دید وسیع تری در خصوص غلبه بر چالش های مربوط به این آندها ایجاد کند که منجر به عملکرد شارژ/ دشارژ بهتر خواهد شد. در این پژوهش آزمون های ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون شارژ/ دشارژ متوالی برای سل سکه ای آند گرافیتی به کار گرفته شده است تا فهم دقیقی از فرایند تشکیل فیلم SEI روی سطح آند گرافیت به دست آید. نتایج آزمون ولتامتری چرخه ای نشان می دهد که بخش اعظم لایه SEI در چرخه اول تشکیل می گردد و با ادامه چرخه های ولتامتری لایه SEI به پایداری می رسد. بررسی های امپدانس الکتروشیمیایی نشان می دهد که مقاومت انتقال بار (Rct) آند گرافیت پس از چرخه های الکتروشیمیایی از Ω122 به Ω 5/28 کاهش یافته است که این موضوع نشان دهنده تسهیل فرایند انتقال بار پس از تشکیل لایه SEI می باشد. نتایج آزمون شارژ/ دشارژ متوالی سل سکه ای آند گرافیت نیز نشان می دهد که مقدار ظرفیت غیربرگشت پذیر در چرخه اول (که صرف تشکیل لایه SEI شده) به مراتب بیشتر از مقدار ظرفیت غیربرگشت پذیر در چرخه های بعدی است. با توجه به آن که پس از چرخه دوم، لایه SEI تقریبا به پایداری رسیده است، می توان گفت روش فرماسیون یک سل لیتیوم- یونی با آند گرافیت می تواند در دو چرخه شارژ/ دشارژ انجام پذیرد.