层状高镍正极溶解出的过渡金属离子能够迁移到负极一侧并加快电池性能的衰减。研究含Ni物种在石墨负极SEI膜上的分布及其对电化学性能的影响对于理解电池的失效机制十分关键。近日，美国阿贡国家实验室Jun Lu和Khalil Amine以及清华大学Xinping Qiu等使用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）结合多元曲线（MCR）分析直观地描述了石墨负极SEI中镍物种的分布。

文章要点

1）研究人员发现在电池经过化成阶段后，LiPF₆锂盐的分解产物（如磷酸盐、氟代磷酸盐、LiF等）主要分布在SEI膜的表层和中间层，而含C/H/O的有机物种则分布在SEI膜的体相中。而NCM811/石墨全电池经过循环后则发现SEI膜外层仍然由磷酸盐和氟代磷酸盐组成，但LiF占主导的范围则显著扩展。

2）飞行时间二次离子质谱数据显示溶解的Ni²⁺与SEI膜中的有机物种之间的分布存在着很强的关联。这表明Ni²⁺会与含锂有机物之间发生离子交换反应，这可能是导致SEI膜阻抗显著增大的主要原因。

参考文献

Hanying Xu et al, Impacts of Dissolved Ni2+on Solid Electrolyte Interphase on Graphite Anode, Angewandte Chemie, 2022

DOI: 10.1002/anie.202202894

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202202894