科学家解开锂电池固体电解质接口化学成分之谜

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虽然锂离子电池已经是当今储能主流，但是其充放电的分子与原子基础科学至今还是个谜。
虽然锂离子电池已经是当今储能主流，但是其充放电的分子与原子基础科学至今还是个谜。
而根据美国能源部阿贡国家实验室在《Nature Catalysis》研究指出，研究团队已突破性地得出电极与液态电解质之间的固体电解质接口（solid-electrolyte interphase，SEI）化学成分。阿贡国家实验室材料科学部门（MSD）化学工程师 Dusan Strmcnik 表示，这将有助于提高团队对电池寿命的预测能力，而这对电动车制造厂商至关重要。
长久以来科学家都致力于破解锂离子电池 SEI，但只知道电池充电时形成会形成 SEI，在石墨电极上产生千分之公厘厚的薄膜，而该薄膜可保护接口发生有害反应，同时让锂离子在电极跟电解质之间穿梭，因此对于锂离子电池来说，性能良好的 SEI 为必要条件。Strmcnik 指出，电池效率与寿命取决于 SEI 质量，假如科学家可以找出其化学性质与独立成分规则，即可藉由 SEI 提升电池效率。因此阿贡国家实验室与丹麦哥本哈根大学、德国慕尼黑工业大学和 BMW 集团的组成国际研究团队，并成功解开锂离子电池 SEI 常见化学物质氟化锂（lithium fluoride）。实验和计算结果指出，电池充电过程中会产生氟化氢（hydrogen fluoride）电化学反应，从电解质转变成固态氟化锂并生成氢气，这类反应高度依赖石墨、石墨烯和金属等电极材料，证明电池催化剂的重要性。
该团队也同时研发新型检测氟化氢浓度方式，由于氟化氢是由湿气与锂盐（LiPF6）形成的有害物质，该检测方法在 SEI 未来科学研究居关键地位。研究员 Nenad Markovic 表示，该研究日后将在 BMW 电池研发中心测试，研究下一步则是计划设计全新锂离子电池技术，为当今锂离子电池开辟另一条道路。

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