揭秘电池性能奥秘：电解液溶剂化结构与去溶剂化行为的影响！_作用_电极_研究人员

【综述背景】

在过去二十年中，固体电解液界面膜（SEI）保护电极和提高电解液稳定性的积极作用已被广泛认可。基于该认识，研究人员开发了一系列成膜添加剂（例如VC、DTD、FEC、TMSP、MMDS等），分别在负极或正极形成稳定的SEI或CEI膜，显著提高电池性能。然而，确定SEI和CEI膜更确切的作用仍面临挑战，因为从拆解电池到电极采样方式或环境的不同，可能改变其内在特性以及外在形式。尽管在表征过程中能够采用惰性气氛等保护策略，但SEI/CEI膜的原始状态仍难以保持。最近，明军研究员等人开发了一种“电解液交换实验”的方法，用以研究SEI膜对电极性能的影响。研究发现，除了SEI膜的保护作用外，电解液的溶剂化结构及去溶剂化行为也会显著影响电极/电池性能。在某些情况下，这些因素甚至能够主导电解液稳定性及电极性能，该发现有助于丰富对SEI/CEI膜作用的认知。该系列研究具有重要的科学意义，因为在过去二十年中，电解液溶剂化结构及去溶剂化行为对电极性能的影响在很大程度上未予以深度研究。理解电解液溶剂化结构、界面去溶剂化行为以及SEI膜作用与电极容量衰减、电池失效的关系，逐渐成为一个复杂、紧迫而具有实际意义的科学问题。

【综述内容】

中科院长春应化所明军研究员、李茜副研究员等综述了“电解液交换实验”在各种金属（离子）电池体系中的应用，阐述了电解液溶剂化结构和去溶剂化行为对电解液及电极稳定性的影响。该综述旨在发展“电解液交换实验”方法，研究电解液中金属离子、溶剂、阴离子之间的相互作用对电解液及电极性能的影响机制。该方法不仅丰富了对经典SEI膜作用的认知，而且也为电池故障分析提供了一个新的途径和视角。该综述以“Electrolyteexchangeexperimentinbatteries:failureanalysisandprospect”为题发表在国际知名期刊JournalofEnergyChemistry上。郭晓亮为本文第一作者。

综述主旨：电解液交换实验在电池失效分析中的应用。

图1电解液交换实验：检测电解液及电极失效、SEI膜作用的新途径

2.碳基电极

2.1锂离子电池中的石墨电极

作者在2018年通过“电解液交换实验”，发现了SEI膜不能抑制Li+-solvent共嵌石墨电极。相比之下，Li+-solvent作用强弱能够显著影响石墨电极性能，即Li+能否可逆脱嵌石墨。该研究以graphite