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 می‌شود. درک صحیح از فرایند تشکیل لایه sei در آندهای گرافیتی می‌تواند دید وسیع‌تری در خصوص غلبه بر چالش‌های مربوط به این آندها ایجاد کند که منجر به عملکرد شارژ/ دشارژ بهتر خواهد شد. در این پژوهش آزمون‌های ولتامتری چرخه‌ای، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون شارژ/ دشارژ متوالی برای سل سکه‌ای آند گرافیتی به‌کار گرفته شده است تا فهم دقیقی از فرایند تشکیل فیلم sei روی سطح آند گرافیت به دست آید. نتایج آزمون ولتامتری چرخه‌ای نشان می‌دهد که بخش اعظم لایه sei در چرخه اول تشکیل می‌گردد و با ادامه چرخه‌های ولتامتری لایه sei به پایداری می‌رسد. بررسی‌های امپدانس الکتروشیمیایی نشان می‌دهد که مقاومت انتقال بار (rct) آند گرافیت پس از چرخه‌های الکتروشیمیایی از ω122 به ω 5/28 کاهش یافته است که این موضوع نشان‌دهنده تسهیل فرایند انتقال بار پس از تشکیل لایه sei می‌باشد. نتایج آزمون شارژ/ دشارژ متوالی سل سکه‌ای آند گرافیت نیز نشان می‌دهد که مقدار ظرفیت غیربرگشت‌پذیر در چرخه اول (که صرف تشکیل لایه sei شده) به مراتب بیشتر از مقدار ظرفیت غیربرگشت‌پذیر در چرخه‌های بعدی است. با توجه به آن‌که پس از چرخه دوم، لایه sei تقریباً به پایداری رسیده است، می‌توان گفت روش فرماسیون یک سل لیتیوم یونی با آند گرافیت می‌تواند در دو چرخه شارژ/ دشارژ انجام پذیرد.