科学要闻：锂离子电池的隐藏层揭示

　　自20世纪70年代以来，商用锂离子电池已成为许多应用中的主力电源。它可以在手机，笔记本电脑和电动车中找到。然而，关于在充电和放电过程中原子和分子水平发生的基础科学的许多事情仍然是一个谜。

　　在自然催化领域发表的一项新研究中，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室的一个小组报告了在液体电解质和固体电极界面形成的微观薄层化学的突破。电池研究人员通常将此层称为“固体电解质界面”或SEI。

　　过去几十年的大量科学工作致力于理解锂离子电池中的SEI。科学家们知道，SEI在石墨负电极上形成的非常薄（小于千分之一毫米），并且主要在电池首次充电时形成。SEI防止在界面处发生有害反应，同时允许重要的锂离子自由回旋在电解质和电极之间移动，这也是充分建立的。

　　所有好的锂离子电池都有良好的SEI。正如材料科学部门（MSD）的联合首席研究员兼助理化学工程师DusanStrmcnik所指出的那样：“电池性能高度依赖于SEI的质量。如果化学和化学组分的作用SEI被理解，SEI可以被调整以提高电池性能。“

　　“更重要的是，这种理解将显着提高我们对电池寿命的预测能力，这对电动汽车制造商来说具有极高的价值，”Strmcnik补充道。

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充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

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　　包括来自哥本哈根大学，德国慕尼黑工业大学和宝马集团的合作者在内的国际研究人员团队破译了典型锂离子电池氟化锂中SEI常见组件之一的化学成分。根据实验和计算结果，他们的研究结果表明，在电池充电过程中，氟化氢的电化学反应形成了这一相，从而产生氢气和固体氟化锂。

　　该反应高度依赖于电极材料，其可以是金属，石墨烯或石墨材料，因此证明了电池操作中催化剂的重要性。该团队发现了一种监测氟化氢浓度的新方法，氟化氢是一种由痕量水分与电解质中盐（LiPF6）之间的反应形成的高度有害杂质。这种监测能力对SEI未来的基础科学研究应该是至关重要的。

　　对于阿贡杰出研究员和联合首席研究员内纳德马尔科维奇，该研究的结果已经产生了商业影响。“我们的研究结果已经在宝马集团的电池电芯能力中心的锂离子电池中得到实施，并将为改进现有锂离子技术和设计新的锂离子技术开辟新的机遇。”