可见，SEI的厚度一定有一个最佳范围，那么究竟SEI厚度达到多少才能保障基本的钝化作用而又不至于引起明显阻抗增加呢？

一个普遍且高度经验的观点是：一个好的SEI是不应该太厚的，因为薄的SEI通常代表着离子迁移的过程中路径更短，阻抗更小。同时，薄的SEI也意味着它的化学组分和结构能够非常高效地隔绝电子隧穿，阻止SEI的进一步生长（有效钝化）。总而言之，好的SEI只要很薄的厚度即可保障实现电池的基本功能。

通常认为，SEI的厚度下限是2 nm，低于此厚度的界面层不能有效隔绝电子隧穿效应的发生，不能阻止电极表面发生副反应。

比如说锂金属，在其表面通常会有一层天然生成的膜，他的组分包括Li2CO3，Li3N，Li2O等无机物，通常是与环境中的水分，氮气等反应得到。但是他们的厚度往往小于2 nm，不会被认为这是一层SEI。因而当这种金属锂片与电解液接触的时候，这些表面产物、锂金属和电解液之间依旧会发生副反应，生成新的SEI。

对于SEI厚度这个问题，实际上没有很明确的界限。比如大多数锂金属和锂化石墨的平均SEI厚度位于10~20 nm之间。对于体积膨胀大的硅或氧化物负极，其SEI甚至能够达到100 nm以上。可见SEI的具体厚度与电极材料的种类有密切关系。

在早期对锂金属表面的SEI表征时，Peled等人发现大多数基于碳酸酯和醚类溶剂的SEI厚度在2.5~10 nm之间。通过大量的数据总结和实验测试，基于平行电容器的模型给出了一个预测SEI厚度（L）的经验公式：

其中L是SEI的厚度，ε是电极表面电解液的介电常数，A是电极面积，Cdl 是电极/电解液之间双电层电容。很明显，上述公式过于简单，没有考虑电极种类、电解液化学组分、界面双电层等因素对SEI形成的复杂因素，并不能完全准确的反应SEI的厚度。

实际上，SEI的厚度和SEI化学组分的电子导电性之间有密切联系。如果SEI由高度电子绝缘的化学组分构成，将会倾向于形成一个致密，薄的、有效的SEI。反之，如果SEI的组分具有高电子导电性，则很依赖于形成具有一定的厚度SEI，这样才能发挥其该有的钝化作用。因此通常会倾向于通过SEI中富氟化物无机成分的含量来判断SEI的好坏。

电子隧穿概率随着传输距离呈指数递减，因此，一旦SEI的厚度增加，电子隧穿效应会大幅下降，其钝化作用也会急剧上升。所以，通常会认为致密好的SEI一旦形成后，基本会再继续生长和持续变厚。一旦SEI的厚度在循环中不断变化，即表明其仍然能发生电子隧穿效应，对于电极的钝化作用失效。

SEI厚度对于评判SEI的好坏具有重要价值，在保障电极有效钝化的作用上，SEI厚度越薄越好。值得注意的是，除了厚度，SEI的组成，表面形貌、SEI结构、化学组分及其在SEI三维空间中的分布状态，在判断SEI好坏的时候同样重要。

文章来源：锂电知识星球

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