近期，哥伦比亚工程公司的一个团队详细介绍了如何利用核磁共振光谱技术设计锂金属电池的阳极表面，为未来人们设计更安全、更高性能的锂电池提供了理论帮助。

锂金属是元素周期表中最活跃的元素之一，在正常使用电池的过程中很容易形成钝化层，影响阳极本身的结构。这种钝化层就像银器或珠宝开始褪色时产生的钝化层，但由于锂的活性非常高，电池中的锂金属阳极一接触电解液就会开始"褪色"。钝化层的化学成分会影响锂离子在电池充电/放电过程中的移动方式，并最终影响系统内部是否会长出导致电池性能不佳的金属丝。迄今为止，测量钝化层(电池界称之为固体电解质相间层(SEI))的化学成分，同时捕捉位于该层中的锂离子如何移动的信息几乎是不可能的。

团队负责人、化学工程副教授劳伦-马贝拉(Lauren Marbella)提出了利用核磁共振 (NMR) 光谱方法将锂钝化层的结构与其在电池中的实际功能联系起来的方法，它能解决离子绝缘材料如何在 SEI 中实现快速锂离子传输的问题，进而可以设计出符合商业化所需的性能指标的锂金属电池。核磁共振实验是为数不多的能够完成这项任务的实验之一，它为研究者们提供了推动负极表面设计向前发展所必需的信息。

该研究于5 月 20 日发表在《焦耳》(Joule)杂志上的一篇新论文中。