电池的充电和充电-显然全归功于电极材料和电解质的完美相互作用。但是，对于理想的电池功能，固态电解质中间相(SEI)扮演着至关重要的角色。材料科学家现在已经在原子细节上研究了该层的形核和生长。根据发表在Angewandte Chemie杂志上的研究，阴离子和溶剂分子的特性需要很好地平衡。

在锂离子电池中，当施加电势时，SEI在第一次充电过程开始时形成。电解质中的元素沉积在石墨电极上并形成涂层，该涂层很快覆盖了整个电极。仅在完成该层之后，正极锂离子才能插入电极中而不会剥落电极材料。

北京清华大学的张强和他的同事们现在已经更加仔细地研究了SEI的成核和发展。锂离子电池中的电解质包含锂盐和溶剂。强溶剂化溶剂包裹锂离子，并且阴离子自由漂浮。相反，弱溶剂化的电解质可使阴离子更紧密地附着在锂离子上。在这里，阴离子仍然是内部溶剂化壳的一部分。

必须从锂上剥离该内部溶剂化壳，以允许SEI形成和生长。研究人员证明，内壳的阴离子首先吸附在新鲜的电极上，然后在电化学反应中吸收了两个电子。后一个事件触发了SEI的分解和成核。作者得出的结论是，与溶剂相比，SEI的形成主要取决于阴离子捕获电子和分解的难易程度。

科学家使用电化学技术和原子力显微镜研究晶体的生长，直到完成该层为止。他们发现，仅在低过电势下形成平滑层。溶剂也影响过电势。作者还指出，对结晶层具有高亲和力的溶剂根本不会产生过电势。

他们得出结论，高性能电极的未来设计应更多地关注锂盐负离子与溶剂之间的相互作用。为了形成均匀的无机结晶SEI，阴离子应超过溶剂。它们应更容易吸附到电极表面并进行电化学反应。作者说，此外，分解产物应该是固体且不溶，但仍对溶剂表现出一定的亲和力。