本文编辑：科研小通
宁德时代，
发了Nature大子刊。
宁德时代，作为全球动力电池龙头，大众印象里更多是量产、装车、供应链与整车配套。
但很多人忽略：这家企业早已建立起21C 创新实验室，持续深耕下一代电池的基础科学研究，不只是做工程落地，也在国际顶刊持续输出硬核学术成果。
宁德时代王瀚森/欧阳楚英，一年内连发Nature Nanotech.和Nature Chemistry！
https://doi.org/10.1038/s41557-026-02219-1
https://doi.org/10.1038/s41557-026-02219-1
宁德时代，
发了Nature大子刊。
宁德时代 21C 创新实验室在电池基础研究领域动作频频。
最近三年，连续在 Nature 系列子刊产出重磅论文，研究方向覆盖锂金属电池界面失效、电解液分子设计、产气机理等下一代高能量密度电池核心难题。
不同于高校偏向机理探索，宁德时代的研究有鲜明特点：贴近软包电芯真实工况，瞄准 eVTOL 电动垂直起降飞行器、长续
时隔一年，团队再次登上 Nature 大子刊 Nature Chemistry（IF=24.5），这篇文章，直接解决了醚体系锂金属电池最头疼的气体析出与电芯鼓胀失效难题。
锂金属电池，潜力巨大但卡在产气安全问题
锂金属负极理论容量高达 3860 mAh g⁻¹，远高于现在量产石墨负极，是电动航空、超远程电动汽车最有希望的下一代电池方案。其中最大隐患之一，就是电池循环过程内部持续产气：气体堆积会造成软包电芯鼓包、方形 / 圆柱电池提前排气，引发电解液泄漏，释放可燃、有毒气体，安全风险极高。
团队利用阿基米德法原位监测软包电池体积变化，搭配气相色谱 GC，把正、负极半电池解耦实验，结合第一性原理计算，完整拆解醚类锂金属电池产气机制：
1. 正极侧产生 CO、CO₂
2. 负极侧是 CH₄的源头，也是后期鼓包元凶
作者认为，DME 在金属锂表面发生 C-O 键断裂，先生成 LiCH₃中间体；中间体不断累积，到达临界量之后，才会大量反应生成 CH₄。也就是说，在气体爆发之前，负极界面已经悄悄积累大量非气态中间体，这是此前研究很少关注到的隐藏过程。同时，正极过来的 CO₂还会消耗一部分 LiCH₃，进一步推迟甲烷产气的爆发节点。
搞清楚产气机理之后，团队尝试了两类抑制产气的方案：
方案一：电解液工程
方案二：负极活化（本文最亮眼的成果）
团队采用 ACVP、CCRP 两种预活化方法：通过高极化剥离穿透原始钝化膜，在锂表面制造高密度成核凹坑。活化之后，金属锂直接从凹坑位点生长，形貌从细长晶须变成致密颗粒状，rSEI 厚度下降一个数量级以上。
负极活化效果非常突出
电解液消耗速率大幅降低，锂盐和溶剂消耗减少约 83%；产气起始点、电池失效循环直接延长一个数量级。未活化样品 5 次循环就产气、14 次失效；活化后的电池原位测试 80 次无产气，补充测试可达 130 次，循环寿命提升至 140 次，并且倍率性能保留良好，优于前面两种改性电解液。
这篇 Nature Chemistry 工作，打通了原位定量测试 + 半电池解耦 + 理论计算的完整链条，厘清醚体系锂金属电池产气的两条独立路径与跨极串扰效应：正极 CO/CO₂会在负极被消耗，后期鼓包的核心元凶是负极累积中间体后爆发产生的 CH₄。
宁德时代，
发了Nature大子刊。
宁德时代 21C 创新实验室在电池基础研究领域动作频频。
最近三年，连续在 Nature 系列子刊产出重磅论文，研究方向覆盖锂金属电池界面失效、电解液分子设计、产气机理等下一代高能量密度电池核心难题。
不同于高校偏向机理探索，宁德时代的研究有鲜明特点：贴近软包电芯真实工况，瞄准 eVTOL 电动垂直起降飞行器、长续
时隔一年，团队再次登上 Nature 大子刊 Nature Chemistry（IF=24.5），这篇文章，直接解决了醚体系锂金属电池最头疼的气体析出与电芯鼓胀失效难题。
锂金属电池，潜力巨大但卡在产气安全问题
锂金属负极理论容量高达 3860 mAh g⁻¹，远高于现在量产石墨负极，是电动航空、超远程电动汽车最有希望的下一代电池方案。其中最大隐患之一，就是电池循环过程内部持续产气：气体堆积会造成软包电芯鼓包、方形 / 圆柱电池提前排气，引发电解液泄漏，释放可燃、有毒气体，安全风险极高。
团队利用阿基米德法原位监测软包电池体积变化，搭配气相色谱 GC，把正、负极半电池解耦实验，结合第一性原理计算，完整拆解醚类锂金属电池产气机制：
1. 正极侧产生 CO、CO₂
2. 负极侧是 CH₄的源头，也是后期鼓包元凶
作者认为，DME 在金属锂表面发生 C-O 键断裂，先生成 LiCH₃中间体；中间体不断累积，到达临界量之后，才会大量反应生成 CH₄。也就是说，在气体爆发之前，负极界面已经悄悄积累大量非气态中间体，这是此前研究很少关注到的隐藏过程。同时，正极过来的 CO₂还会消耗一部分 LiCH₃，进一步推迟甲烷产气的爆发节点。
搞清楚产气机理之后，团队尝试了两类抑制产气的方案：
方案一：电解液工程
方案二：负极活化（本文最亮眼的成果）
团队采用 ACVP、CCRP 两种预活化方法：通过高极化剥离穿透原始钝化膜，在锂表面制造高密度成核凹坑。活化之后，金属锂直接从凹坑位点生长，形貌从细长晶须变成致密颗粒状，rSEI 厚度下降一个数量级以上。
负极活化效果非常突出
电解液消耗速率大幅降低，锂盐和溶剂消耗减少约 83%；产气起始点、电池失效循环直接延长一个数量级。未活化样品 5 次循环就产气、14 次失效；活化后的电池原位测试 80 次无产气，补充测试可达 130 次，循环寿命提升至 140 次，并且倍率性能保留良好，优于前面两种改性电解液。
这篇 Nature Chemistry 工作，打通了原位定量测试 + 半电池解耦 + 理论计算的完整链条，厘清醚体系锂金属电池产气的两条独立路径与跨极串扰效应：正极 CO/CO₂会在负极被消耗，后期鼓包的核心元凶是负极累积中间体后爆发产生的 CH₄。
声明：本文如实解读文献内容，不提供任何建议。
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