清華大學提出固體電解質界面膜的成核和生長機制

電池可以充電和再充電，顯然是由于電極材料和電解質之間的相互作用。然而，固體電解質界面膜(SEI)在實現理想的電池性能方面起著重要作用。據國外媒體報道，材料科學家從原子水平討論了層的成核和生長機制，發現需要很好地平衡陰離子和溶劑分子的性質。

(來源:phys.org)

在鋰離子電池中，當施加電壓時，在第一次充電過程開始時形成SEI。電解液中的元素沉積在石墨電極上，形成的涂層很快就會覆蓋整個電極。只有在完成這一層后，帶正電的鋰離子才能嵌入電極中，而不會剝離電極材料。

清華大學張強教授和他的同事專門研究了SEI的成核和生長。鋰離子電池的電解液含有鋰鹽和溶劑，強溶劑化溶劑包裹鋰離子，而陰離子自由浮動。相反，弱溶劑化電解質可以使陰離子更緊密地附著在鋰離子上。這里，陰離子仍然是內部溶劑化殼層的一部分。

這個內部溶劑化的殼層必須從鋰上剝離，以形成和生長SEI。研究人員證明，內殼層的陰離子首先吸附在新電極上，然后在電化學反應中占據兩個電子。后一種情況導致SEI分解和成核。研究人員認為，SEI的形成主要取決于與溶劑相比，陰離子捕獲電子并將其分解的難易程度。

科學家使用電化學技術和原子力顯微鏡來研究晶體生長，直到完成該層。他們發現只有在低超電勢下才會形成光滑層。溶劑也對超電勢有影響。此外，對結晶層具有高親和力的溶劑根本不會產生超電勢。

研究人員表示，未來高性能電極的設計應該更加關注鋰離子和溶劑之間的相互作用。為了形成均勻的無機結晶SEI，陰離子應優于溶劑，溶劑更容易吸附在電極表面并發生電化學反應。此外，分解產物應該是固體且不溶，但仍對溶劑表現出一定的親和力。電池可以充電和再充電，顯然是由于電極材料和電解質之間的相互作用。然而，固體電解質界面膜(SEI)在實現理想的電池性能方面起著重要作用。據國外媒體報道，材料科學家從原子水平討論了層的成核和生長機制，發現需要很好地平衡陰離子和溶劑分子的性質。

(來源:phys.org)

在鋰離子電池中，當施加電壓時，在第一次充電過程開始時形成SEI。電解液中的元素沉積在石墨電極上，形成的涂層很快就會覆蓋整個電極。只有在完成這一層后，帶正電的鋰離子才能嵌入電極中，而不會剝離電極材料。

清華大學張強教授和他的同事專門研究了SEI的成核和生長。鋰離子電池的電解液含有鋰鹽和溶劑，強溶劑化溶劑包裹鋰離子，而陰離子自由浮動。相反，弱溶劑化電解質可以使陰離子更緊密地附著在鋰離子上。這里，陰離子仍然是內部溶劑化殼層的一部分。

這個內部溶劑化的殼層必須從鋰上剝離，以形成和生長SEI。研究人員證明，內殼層的陰離子首先吸附在新電極上，然后在電化學反應中占據兩個電子。后一種情況導致SEI分解和成核。研究人員認為，SEI的形成主要取決于與溶劑相比，陰離子捕獲電子并將其分解的難易程度。

科學家使用電化學技術和原子力顯微鏡來研究晶體生長，直到完成該層。他們發現只有在低超電勢下才會形成光滑層。溶劑也對超電勢有影響。此外，對結晶層具有高親和力的溶劑不會產生過電位……一點也不。

研究人員表示，未來高性能電極的設計應該更加關注鋰離子和溶劑之間的相互作用。為了形成均勻的無機結晶SEI，陰離子應優于溶劑，溶劑更容易吸附在電極表面并發生電化學反應。此外，分解產物應該是固體且不溶，但仍對溶劑表現出一定的親和力。

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