出差忘帶充電寶 怎樣提高手機電池的續航能力？

人們可能有這樣直觀的感受，隨著手機使用時間的增長，電池的耐用性卻在變弱。針對電池性能研究，中科院寧波材料所新能源技術副研究員沈彩帶領團隊，致力在現有鋰離子電池可用電極材料體系下，提高鋰離子電池循環穩定性等性能。

要解決大家關心的問題

目前，沈彩主要進行鋰離子電池的基礎研究，通過對鋰離子電池的表/界面的探究，尋找提高其循環穩定性的方法。

「有時出差忘帶充電寶，結果手機半天就沒電了。」沈彩解釋說，「尤其是手機使用時間越久，待機時間越短。」針對手機電池這個普遍存在的問題，沈彩設想，有沒有辦法能讓手機電池的性能一直保持不變，不會退化。沈彩說：「科研的目的就是要解決大家關心的問題，這也是我研究這個項目的主要動力。」

沈彩向記者解釋了目前鋰電池存在衰退現象的原因：電池基本是由正極、負極以及電解液組成，電解液中的鋰離子游離於正負極之間形成電通路，從而使電池能夠充電放電。在充放電的過程中，正、負極上會形成固體電解質界面膜，用以隔離正、負極和電解液。因為正、負極活性較大，如果這層「膜」破裂，極易產生額外的化學反應，進而消耗原有的電解液，最終導致電池「死掉」。如何使電池形成更穩定、不易破損的「保護膜」，是當前沈彩的研究目的之一。

「目前，全世界有不少學者在從事這層『膜』的研究，但一直未攻破技術難關。」沈彩說。而隨著智能手機的功能多樣化，其所需的電池蓄電能力越來越高。

「不少人在研究電池的材料，提高前期電池的儲電量，反而忽略了電池內部反應的基礎研究。」他希望從鋰電池的表/界面方向進行研究，進一步了解制約全固態鋰離子電池實際容量的一些關鍵問題，進而為新材料的設計和開發提供理論和基礎支撐。

「基礎研究需要較長時間的儲備，需要一個較為完整的科研資料庫。」沈彩說，「這個過程可能需要3年甚至5年以上才能出成果。」

科研是一種使命

功夫不負有心人。2015年，沈彩及其研究團隊通過利用原位電化學原子力顯微鏡實時研究了以碳酸乙烯酯(EC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)為基礎電解液的SEI膜(固體電解質界面膜)的生長過程，發現這兩種電解液所形成的SEI膜在成膜電位、緻密性、穩定性和厚度上區別顯著。結合XPS光譜分析，他們發現FEC電解液所形成的SEI膜中含有較多的LiF無機鹽，由於LiF具有較好的硬度和穩定性，結合其SEI膜的緻密性由此解釋了FEC電解液成膜穩定性的機理。「這是我們第一次藉助顯微鏡看到這層界面膜的形成，而且能夠清楚地解釋這個現象，當時我是非常激動的。」沈彩興奮地說。

該研究結果發表在美國化學學會期刊ACS Applied Materials ＆ Interfaces上。電化學原子力顯微鏡結合光譜技術，有望成為鋰離子電池電解液和添加劑成膜機制的有力表徵手段，加快各種電解液和添加劑的優化篩選過程。

目前，沈彩率領團隊正在參與國家重點研發計劃「新能源汽車專項」的攻關。「只要堅定不移地朝著目標努力前進，把科研當成一種使命，就會油然而生一種榮譽感。」沈彩目光堅定地說，這就是他一直堅持做研究的信念。

寧波很適合生活和工作

沈彩2004年獲得中科院上海硅酸研究所工學碩士學位，之後，他先後在英國、美國、德國、丹麥學習、研究，並「升級」至博士後。

「在國外待了那麼多年，雖然交了很多外國朋友，生活也挺開心，但始終找不到歸屬感。」沈彩說，2013年，他從丹麥回到祖國，來到了寧波。

沈彩表示，來寧波是中科院情結使然，在中科院上海硅酸鹽研究所的學習經歷，讓他難以忘懷。

「當時中科院寧波材料所是一所新所，也正好需要我們這方面的人才，而且寧波給我的感覺非常務實、開放，很適合生活和工作。」沈彩說。

兩年後，沈彩的愛人跟隨他來到了寧波，成為寧波大學的一名老師。他坦言，起初他愛人不同意來，但來了一趟後就改變了想法。「各級領導對我們在工作和生活上的支持和幫助印證了我當初的選擇是正確的。」沈彩說，「我們已經在寧波落戶，將長期留在這裡。」

目前，除了科研外，沈彩還擔任研究生導師，帶著5名研究生和1名博士後。「回國後一直很忙，經常沒有時間娛樂或者運動。」沈彩笑著說，不過，他很享受現在的狀態。東南商報記者王婧

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