随着商用锂离子电池（LIBs）的蓬勃发展，其安全性的欠缺成为日益凸显且亟待解决的问题。作为LIBs事故的重要形式之一，热失控过程与石墨负极固体电解质界面(SEI)膜密切相关。因此，深入了解和精准调控SEI膜的性质成为提高LIBs安全性的前提和重要途径。本文首先对SEI膜的组分、结构，以及形成原理进行了简要介绍，尤其强调了SEI膜在热失控过程中所起的关键作用。其次，探讨了热失控过程中与SEI膜相关的不安全因素及其机理。对SEI膜的分解、锂化石墨的热解、可燃气体的释放、锂沉积、正极过渡金属(TM)对SEI膜的影响几个过程的分析表明，需要同时提高SEI膜自身的热稳定性和Li+在其中的传输能力，才能有效提高电池的安全性能。依据材料的结构和成分、性质、性能之间的决定性关系，对SEI膜的改性进行了广泛研究。调控电解液组分或在负极电极内引入添加剂进而对SEI膜进行原位调控，以及构筑无机或有机组分的人工SEI膜均能够有效调控SEI膜的特性。最后，展望了未来SEI膜的相关研究和调控方向，为提高LIBs的安全性提供了理论依据和实验指导。

  关键词 锂离子电池；石墨负极；热失控；固体电解质界面膜

  锂离子电池(LIBs)因其在高效储能和环境友好方面的巨大潜力而逐渐成为全球电能存储的主流，投放市场的电池容量和数量在近年来出现了惊人的增长。据统计，LIBs装机总容量已从2010年的29.6 GWh增长至2022年的750 GWh，预计到2030年将突破2500 GWh。然而，随着LIBs的快速普及和电动汽车、智能电网等的推广和应用，在能量密度、倍率性能、循环寿命、成本和安全性能等各个方面对LIBs提出了更高的要求。然而，目前LIBs的安全性能还不够理想。据统计，新能源电动车燃烧事故中，约60%来自三元LIBs。2011—2021年间，全球共报道32起储能电站起火爆炸事故，其中25起与LIBs相关。Samsung Note7手机爆炸和Tesla Model S起火等事件，不仅对人们的生命财产造成了极大的威胁，而且对LIBs产业产生了巨大冲击。热失控是LIBs失效引发安全事故的重要形式之一。电池内部温度升高会引发一系列放热反应；热量在电池内部积累，进一步加快了反应速率，造成温度急剧升高、产生可燃气体并破坏电池内部结构，甚至导致火灾或爆炸。此外，电池内部发生短路也会造成电池温度急剧升高。

  LIBs的热失控并非单一因素所致，而更像是多米诺骨牌，由一系列连锁反应组成，其中固体电解质界面(SEI)膜的分解位于这些反应的起始位置。因此，通过调控SEI膜来抑制或延缓热失控过程成为一种顺理成章的思路和方法。近年来，随着表征技术的不断进步，人们逐渐加深了对SEI膜的认识，在调控SEI膜来提升电池安全性方面也积累了不少经验。此外，研究表明，负极材料是电池内形成SEI膜的主要位置。石墨凭借其高容量(372 mAh/g)、低工作电位(约0.1 V vs. Li+/Li)、低成本和长循环寿命，自20世纪90年代初至今始终作为商用LIBs的主要负极材料之一，也是未来不可完全替代的关键负极之一。鉴于此，以石墨负极为研究对象，系统介绍SEI膜的生成、分解与调控，及其与电池热失控之间的关系。

  本文围绕LIBs中与热失控相关的安全隐患，以及通过调控SEI膜来抑制或消除这些隐患的策略展开。首先，从物质组成和形成热力学角度，分析了LIBs中SEI膜的基本情况，归纳了LIBs热失控过程中与SEI膜相关的不安全因素。其次，总结了当前通过调控SEI膜来抑制这些不安全因素的常用策略。最后，展望了未来SEI膜相关研究和调控方向。本文将为深入理解LIBs负极侧的热失控机理，原位调控或制备人工SEI膜来改变或提升SEI膜性能，从而提高LIBs安全性提供理论依据和实验指导。

  1 SEI膜概述

  1.1　物质组成与结构

  SEI膜一般指由电解液(包括溶剂、盐和添加剂)在负极表面发生还原反应，形成一层钝化层。它可以防止电解液进一步发生分解，是LIBs不可或缺的部分。理想的SEI膜应该具有高离子传导性和可忽略不计的电子传导性，与活性材料(例如石墨)表面紧密结合，薄、坚固且有韧性。

  由SEI膜的形成机制可知，其物质组成与所用电解液的类型和分解路径直接相关。商用LIBs电解液一般由LiPF6溶解于有机碳酸酯混合溶剂构成，包括环状碳酸酯(如碳酸乙烯酯EC)和链状碳酸酯(如碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC和碳酸甲乙酯EMC)。与链状碳酸酯相比，EC更容易发生还原分解。

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