摘要：锂离子电池有三个基本的组成部分：正极、负极，以及能让锂离子移动的电解质（通常为电解液）。其中，正/负电极与电解质间的界面（电解质-电极界面），是众多化学反应与物理过程发生的核心区域。

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

锂离子电池有三个基本的组成部分：正极、负极，以及能让锂离子移动的电解质（通常为电解液）。其中，正/负电极与电解质间的界面（电解质-电极界面），是众多化学反应与物理过程发生的核心区域。

在电池充电时，电解液会在负极表面产生电化学反应，形成一层薄膜——固态电解质界面层，它的形成对于确保可充电锂离子电池（LIB）的可逆操作发挥着关键作用。然而，要精确表征低结晶度且高度敏感的固态电解质界面层的化学成分，是一项艰巨的挑战。

西湖大学工学院向宇轩课题组、朱一舟课题组与复旦大学智能材料与未来能源创新学院宋云课题组合作，在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Probing the Heterogeneous Nature of LiF in Solid-Electrolyte Interphases 的研究论文。

该研究探究了固态电解质界面中氟化锂（ LiF ）的异质性，这项研究打破了人们长期以来对电极界面层中各组分为纯相的认知，为高性能二次电池中快速离子传输机制提供了新的解释；这也为电池的高性能电解液及电极界面层材料的设计提供了重要理论指导。

在这项最新研究中，研究团队以氟化锂（LiF）这种被广泛研究且被认为对固体电解质界面（SEI）至关重要的成分为例，利用 19F 固态核磁共振（NMR）技术，发现 SEI 中形成的氟化锂（LiFSEI）具有丰富的光谱特征，这些特征源于有限的氟化锂-氢化锂（LiF–LiH）固溶体的形成：富氢相（LiH1−yFy）和富氟相（LiF1−xHx），这一点还通过 6Li 同位素 NMR、同步辐射 X 射线衍射和冷冻电子显微镜（cryo-EM）得到了进一步验证。

通过表征在各种电解质中形成的固体电解质界面（SEI），研究团队确证了在高库仑效率电解质中，富氢相（LiH1−yFy）占主导地位，这可以通过 LiF-LiH 固溶体的离子电导率优于 LiF 这一事实来解释。

作为概念验证，研究团队证明在锂金属电池中， 富 LiH1− yFy 涂层相较于富 LiF 涂层展现出显著优势。这种对固体电解质界面（SEI）组分异质性的新认知，将为电极-电解质界面设计提供重要理论依据。

西湖大学工学院助理研究员刘湘思、复旦大学博士毕业生李舒扬、西湖大学工学院科研助理袁晨、西湖大学工学院助理研究员郑碧珠为论文共同第一作者。西湖大学工学院助理教授向宇轩、复旦大学智能材料与未来能源创新学院教授宋云、西湖大学工学院助理教授朱一舟为共同通讯作者。

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来源：八姨太会玩