【看!我们的技术切割] 光明日报杭州10月9日电(记者刘曦、陆健)手机、电脑、电动汽车、智能线材、无线耳机……几乎所有便携式移动电子设备都需要充电才能使用锂离子电池。锂电池电极上的“保护膜”对于提高电池性能至关重要。近日,西湖大学工学院项宇轩团队发现,负极电池电极“保护膜”中的关键元素氟化锂并不纯净,为高性能二次电池的快节奏离子输运机制提供了新的解释。相关研究成果近日在线发表在国际学术期刊《Nature》上。 在锂离子中,正/负极与电解质之间的G界面是发生各种化学和物理过程反应的主要区域。当电池我充电后,电解液会在负极上产生电化学反应,形成薄膜,这就是电解液界面的固体层。然而,“保护膜”的成分和结构复杂,通常只有十几至十纳米厚,且结构不稳定。因此,科学界并没有进行更深入的研究。 为了清晰地看到原子之间的空间结构,项宇轩团队利用多核、多维固态核磁共振技术,对负极nG电池“保护膜”中的氟原子和锂原子进行观察。在观察氟原子时,研究小组发现了两个波峰。 “其中一个属于氟化锂,我们确定另一个是除了锂和氟原子之外的其他混合原子。”项宇轩解释道:“然后我们看到了锂原子,以及锂原子和氟的关系e原子。 此后,团队在氟化锂中人工添加氢气,合成了一系列不同氢含量比例的Li-H-F实例。他们再次利用核磁共振技术查看样品,证明实验中的第二个峰来自氢含量更高的Li-H-F。这一结论也得到了同步辐射X射线衍射实验和冷冻电子显微镜的支持。 该团队的朱一舟也来自西湖大学工学院,致力于计算科学材料。他们比较了锂离子移动到氟化锂和氢化锂的难易程度。计算结果表明,在氢含量高的气氛中,锂离子更容易“移动”,更容易提高电池性能。 回到电池本身,项宇轩团队对不同电解液的锂电池类型进行了系统的试验系统。在许多性能良好的体系中,他们注意到了较高的Li-H-H含量,这证实了实验结果在各类锂电池中的可用性,并为高性能锂电池的设计提供了新的思路和方向。 《光明日报》(2025年10月10日第08页)