传统商用锂/钠离子电池（LIBs/SIBs）的形成过程需要低倍率的充放电”化成循环“，以形成均匀、化学和机械性能稳定的固态电解质界面（SEI）。在化成循环期间，电解液在石墨负极上的分解不仅产生保护性的SEI，也会产生有害的气体产物，这些气体会破坏负极和SEI的微观结构完整性。为了缩短整个化成过程的时间，迫切需要更深入地理解固态SEI组分与气体产物之间的界面构效关系。

       石墨负极上SEI的形成和气体析出是密切相关的两个界面现象。石墨负极初始库仑效率（ICE）的损失通常归因于SEI的形成，但对石墨-电解液界面气体析出导致的负极结构损伤则关注甚少。直观上可以合理地假设：在石墨边缘面产生的气体可以释放到液态电解液中，亦可以扩散至石墨层间。释放到电解液中的气体可能被困在石墨-液体界面，或在聚集电池软包内形成宏观气泡，这些现象已通过色谱质谱、X射线断层扫描、中子成像和超声波无损检测进行了广泛研究。然而，扩散进入（或内部产生于）石墨层间的气体可能被困在固体晶格内部，但由于缺乏纳米尺度的界面表征技术，这些被困气体的研究极少，其影响远未被理解。

       为了研究气体析出过程中纳米尺度的石墨-电解液界面，并促进对宏观尺度气体析出过程起源的全面研究，有必要通过一种纳米尺度的非侵入性技术来弥合这两者之间的鸿沟，而这是常规超声波技术无法提供的。在这项工作中，我们引入了一种基于超声波的原位原子力显微镜，用于在纳米尺度上研究石墨-电解液界面上SEI形成与气体析出之间复杂的相互关系。如上图所示，电化学超声力显微镜利用超声波作为激励信号，通过高度局域化的AFM针尖接触来探测局部纳米力学性质，其分辨率由针尖尺寸决定，而非声波波长。因此，EC-UFM是一种强大的工具，能够以纳米级分辨率原位、工况地研究被掩埋的气体析出行为。该技术成功观测到被困在石墨烯层间的微观亚表面“分子气泡”，揭示了电池化成过程中一个先前被忽视的界面结构退化因素。研究成果作为封面文章，发表于国际著名期刊《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教授和 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、EPSRC和法拉第挑战计划项目等多方资助。

更多详细细节见原文链接：https://doi.org/10.1039/D5EE01076D