在鋰離子電池充放電過程中，有許多反應在用途，雖然鋰離子電池現在日益普及，但里面仍存在一些用途原理沒有被人所知。要想改善鋰離子電池的性能，對其進行不斷的觀察是最好的方法之一，但考慮到鋰離子電池的復雜結構和顯微鏡技術的局限性，這并非易事。

來自莫斯科Skoltech能源科學技術中心的科學家開發了一種新方法來仔細觀察其中一些鋰電運作的過程——固體電解質中間相（SEI）的形成過程，研究者把SEI描述為一個鋰離子電池陽極表面在幾個初始循環過程中形成的一層薄的電解質還原產物。

研究人員表示這種薄膜的形成關于減緩電池退化至關重要。然而，事實證明，對SEI的形成進行原位測量非常困難，在實驗室中用更統一的替代品替代商用電池材料是獲得結果的唯一方法。

Skoltech科學家SergeyLuchkin說：“由于電池級材料通常都是粉末，要通過原子力顯微鏡在其表面可視化動態過程，特別是在液體環境下，是一個挑戰。標準電池電極太粗糙，無法進行此類測量，并且在掃描過程中，孤立的顆粒往往會從基板上脫離。為了克服這個問題，我們將顆粒嵌入環氧樹脂中并進行了橫截面處理，以便將顆粒牢固地固定在基材中。”

除了高度定向的熱解石墨（一種以前用于研究SEI的較均勻的碳材料之一）之外，Skoltech小組還將其橫截面工藝應用于中碳微珠石墨和不可石墨化的非晶碳的電極，從而使研究人員能夠觀察形成SEI層的厚度，并評估其電氣和機械性能。

他們的研究表明SEI形成的條件因電極材料的不同而有很大差異，以及SEI附著力與電極的表面粗糙度相關。由于SEI能夠滲入多孔性更高的表面并獲得更好的附著力，因此較粗糙的表面可促進降解的減少。

將橫斷面方法應用于鋰－錳－鈷陰極，未發現形成SEI層的跡象。根據科學家們的說法，這一結果表明，未來的研究應該承認鋰離子電池陽極和陰極之間的穩定機制有著根本性的差異。

他們的研究結果發表在ScientificReports上。