兰卡斯特大学的研究人员在电池研究领域取得了重大突破，他们首创了一种技术，能够首次观察到可充电电池的3D内部结构。这项激动人心的研究被发表在了著名的 Nature Communications 上，由兰开斯特大学物理系的Oleg Kolosov教授领导，并与伦敦大学学院和NEXGENNA法拉第研究所联盟合作完成。
这支精英团队利用一种新型的基于3D纳米流变学显微镜（3DNRM）的技术，将可充电电池内部的复杂世界展现在了我们面前。从分子级的双电层结构到锂电池中石墨阳极表面的纳米级厚电化学表层，都可以被直观地观察到。尤其值得一提的是，这是第一次能够直接观察固体电界面（SEI）的整个三维结构的进展。SEI是在电池电极-电解质界面上形成的纳米级钝化层，对电池的性能起着至关重要的作用。
研究团队的成员们在分子尺寸双电层结构、碳层的表面特性以及电解质中的溶剂-锂离子相互作用的复杂关系中，揭示了SEI层形成的关键预测因子。这是理解电池工作原理的重要一步，因为固液界面的纳米结构对于高性能电池来说至关重要，然而由于其固有的不可接近性，很难对电池内的反应界面进行表征。
兰开斯特大学的Yue Chen博士作为第一作者表示：“由于缺乏同时进行纳米级分辨率和操作界面表征的技术，了解SEI形成机制一直是最具挑战性和最少的领域。我们的研究为这一难题提供了突破性的解决方案。”
界面反应的动力学在多个领域都有着广泛的应用。它定义了能量流动和转换，并控制着重要的物理、化学和生物过程中的化学物质转移。从催化反应、电池中的能量储存和释放，到抗原-抗体相互作用和跨神经细胞的信息传输，都可以从中找到应用。这项新技术不仅为电池研究领域开辟了新的道路，也为其他多个领域如储能、化学工程甚至生物医学应用等提供了无限的可能性。
