Investigations in situ de la croissance de la couche SEI sur des matériaux d'électrode pour batteries lithium-ion à l'aide de l'ellipsométrie spectroscopique

Des électrodes en film mince de a-Si et TiN ont été préparées par pulvérisation magnétron pour être utilisées avec une cellule électrochimique (SE) en ellipsométrie spectroscopique in-situ conçue sur mesure. Des mesures ellipsométriques sur des cellules in-situ Li/a-Si avec un électrolyte de 0,1 M LiPF6/EC:DEC (1:2) ont été effectuées pendant que les cellules étaient chargées et déchargées. De grands changements réversibles dans les paramètres ellipsométriques, Ψ et Δ, étaient étroitement liés à l'état de charge de la cellule in-situ. La transformation de l'a-Si semi-conducteur en alliage métallique a-LixSi et la formation d'une couche SEI ont contribué à ces grands changements, que nous n'avons pas pu découpler. Des cellules Li/TiN ont été réalisées pour que le processus de formation de la SEI puisse être étudié sans réactions concurrentes. L'effet des additifs de carbonate de vinyle (VC) et de carbonate de fluoroéthylène (FEC) sur la formation de la SEI a été étudié. Les épaisseurs de SEI pour des cellules ne contenant aucun additif, de VC et de FEC étaient respectivement d'environ 18 nm, 25 nm et 30 nm, après un maintien de 10 heures à 0,1 V vs Li/Li+.