自20世紀70年代以來，商用鋰離子電池已成為許多應用中的主力電源。它可以在手機，筆記本電腦和電動車中找到。然而，關於在充電和放電過程中原子和分子水平發生的基礎科學的許多事情仍然是一個謎。
在自然催化領域發表的一項新研究中，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室的一個團隊報告了在液體電解質和固體電極界面形成的微觀薄層化學的突破。電池研究人員通常將此層稱為“固體電解質界面”或SEI。
過去幾十年的大量科學工作致力於理解鋰離子電池中的SEI。科學家們知道，SEI在石墨負電極上形成的非常薄（小於千分之一毫米），並且主要在電池首次充電時形成。 SEI防止在界面處發生有害反應，同時允許重要的鋰離子自由迴旋在電解質和電極之間移動，這也是充分建立的。
所有好的鋰離子電池都具有良好的SEI。正如材料科學部門（MSD）的聯合首席研究員兼助理化學工程師Dusan Strmcnik所指出的那樣：“電池性能高度依賴於SEI的質量。如果化學和化學組分的作用SEI被理解，SEI可以被調整以提高電池性能。“
“更重要的是，這種理解將顯著提高我們對電池壽命的預測能力，這對電動汽車製造商來說具有極高的價值，”Strmcnik補充道。
包括來自哥本哈根大學，德國慕尼黑工業大學和寶馬集團的合作者在內的國際研究人員團隊破譯了典型鋰離子電池氟化鋰中SEI常見組件之一的化學成分。根據實驗和計算結果，他們的研究結果表明，在電池充電過程中，氟化氫的電化學反應形成了這一相，從而產生氫氣和固體氟化鋰。
該反應高度依賴於電極材料，其可以是金屬，石墨烯或石墨材料，因此證明了電池操作中催化劑的重要性。該團隊發現了一種監測氟化氫濃度的新方法，氟化氫是一種由痕量水分與電解質中鹽（LiPF6）之間的反應形成的高度有害雜質。這種監測能力對SEI未來的基礎科學研究應該是至關重要的。
對於阿貢傑出研究員和聯合首席研究員內納德馬爾科維奇，該研究的結果已經產生了商業影響。 “我們的研究結果已經在寶馬集團的電池電芯能力中心的鋰離子電池中得到實施，並將為改善現有鋰離子技術和設計新的鋰離子技術開闢新的機遇。”
