传统锂/钠离子电池（LIBs/SIBs）的“化成”过程需通过低倍率充放电以形成稳定的固态电解质界面（SEI），但电解液在石墨负极表面分解不仅生成SEI，也会产生有害气体，破坏电极结构与SEI完整性。为缩短化成时间，加速形成SEI膜，必须深入理解SEI形成与气体产物之间的界面关系。SEI形成与气体析出密切相关，初始库仑效率（ICE）损失通常归因于SEI形成，而气体导致的负极结构损伤常被忽视。当前学界已知有一部分气体可释放至电解液或聚集为宏观气泡，但还有一部分可能扩散并被困于石墨层间（因缺乏纳米尺度的亚表面表征手段）其影响尚未明确。为此，本研究引入一种具有“透视能力”的超声波原位原子力显微技术（EC-UFM），可在纳米尺度下研究石墨-电解液界面SEI形成与亚表面气体析出的关联。该技术利用超声波激励和AFM针尖探测局部力学性质、收集声学阻抗信息，突破了传统超声成像的分辨率极限，实现纳米级分辨率下的工况表征，成功观测到被困于石墨层间的亚表面“分子气泡”，揭示了此前被忽视的重要电池界面结构退化机制。
研究成果作为封面文章发表于国际能源领域顶级期刊《Energy & Environmental Science》上。福建师范大学为论文第一单位，陈越教授、Xuan Wenye和张伟健博士为共同第一作者，我院林应斌教授、台湾清华大学Hsin-Yi Tiffany Chen教授、英国兰卡斯特大学Oleg Kolosov教授和我院黄志高教授为共同通讯作者。工作得到剑桥大学Dominic S. Wright和Clare P. Grey教授团队、We Are Niu公司等合作单位的多方技术支持，同时也得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金、国家留学基金委、英国EPSRC和法拉第挑战计划项目等多方资助。
文章信息：Energy Environ. Sci., 2025,18, 8430-8445，原文链接：https://doi.org/10.1039/D5EE01076D
