稳定的固体电解质界面相(SEI)是电池可逆稳定循环的关键。理想情况下，这种界面层是在电池充放电循环过程中通过电解液分解在电池阳极上形成的，应该具有机械坚固性、电绝缘性和离子导电性。在这篇文章中，我们描述了一个使用QSense EQCM-D(电化学石英晶体微天平与耗散监测)来研究sei形成的用户案例。该分析用于探索电解液如何影响所形成的界面层的堆积、演变和力学性能。
QSense EQCM-D，带耗散监测的电化学石英晶体微天平，是一种时间分辨的表面敏感技术，用于表征分子在表面和界面上的相互作用和反应，同时通过电化学测量监测电性能。这些界面过程可以通过两个参数进行纳米级的灵敏度监测，频率(∆f和能量耗散(∆D)，称为多谐波EQCM-D，其中频率与表面质量变化有关，耗散与表面粘附层的柔软性或粘弹性有关。通过监测质量和粘弹性的变化，该方法可以提供界面过程的定量信息，例如在不同溶剂和不同添加剂的存在下SEIs的形成、演化和力学性能。
多年来，人们做出了巨大的努力来揭示达到最佳SEI特性的条件。在这个案例研究中，研究人员想要了解SEI结构、组成和机械性能在不同电解质的活性电极表面上是如何演变的。
具体来说，目标是回答以下问题:
为了回答上述问题，研究人员使用QSense EQCM-D来监测和分析三种不同电解质中的SEI积聚和力学性能。
所用电解质均含有1.0 mol/L LiClO4，分别是:
采用双电极电池，电极结构如下:
在三种不同的电解质中，从开路电压(OCV)到0V进行多谐波EQCM-D测量，在镀铜传感器表面形成SEI:s，即WE。OCV到0V的放电电流密度为0.1 mA/cm2．
EQCM-D分析揭示了SEI形成过程以及三种不同电解质中形成层力学性能的演变。
看Δf和ΔD与PC-、EC/DEC-和tegdme基电解质的放电时间(图1)相比，研究人员得出了以下结论
图1所示。EQCM-D测量SEI积聚过程显示Δf和ΔD的三次谐波，n = 5, 7和9，以及A) PC-， B) EC/DEC-和C) tegdme基电解质的工作电极电位与放电时间。
利用QCM-D数据，研究人员量化了PC-、EC/DEC-和TEGDME三种不同电解质在WE处形成的层的质量和粘弹性性质。SEI:s的质量为20.9 μg/cm2， 4.7 μg/cm2， 2.4 μg/cm2分别在PC-， EC/DEC-和TEGDME -电解质中。研究人员还计算了每摩尔电子转移的质量变化(mpe)，以提取三种情况下在不同电压下产生的物种的信息。
在醚基电解质中形成的SEI:s的粘弹性模型显示，在PC和EC/DEC-电解质中，剪切模量降低，粘度增加。这表明在电极/电解质界面处形成了软层。此外，在EC/DEC基电解质中SEI的剪切模量高于PC基电解质，这表明所形成的SEI具有更高的刚性。
稳定的SEI:s已被宣布为锂离子电池可靠运行的关键，目前正在努力增加对如何实现SEI:s以支持最佳电池性能的理解。尽管已经努力阐明溶剂和其他成分如何影响SEI:s的形成、演化和性质，但在这一领域仍然缺乏了解。在这里提出的研究中，研究人员希望填补这一知识空白。通过EQCM-D分析，他们研究了SEI的生成过程和力学性能，以及这些是如何依赖于电解质成分的。研究了三种不同的电解质:碳酸丙烯(PC)基电解质、碳酸乙烯/碳酸二乙酯(EC/DEC)基电解质和四甘醇二甲醚(TEGDME)基电解质。时间分辨的EQCM-D测量揭示了几个关键的发现。分析表明，不同电解质的SEI:s的形成过程有很大差异，形成的SEI:s的力学性能和质量也有很大差异。在此基础上，作者得出结论，原位EQCM-D技术有助于理解SEI的形成及其稳定性，该技术可以为未来SEI和电解质设计提供新的思路。1
下载案例研究以了解更多关于用户案例以及QSense EQCM-D如何用于调查SEI形成的信息。
Erik是Biolin Scientific的高级应用科学家。雷竞技苹果版本雷竞技rayapp他在研究项目和创新管理方面具有广泛的科学背景。Erik对表面科学特别感兴趣，并于2013年获得生物科学博士学位，在那里他开发了专注于QCM-D的生物传感应用。
