李晓林：我是来自美国的西北太平洋国家实验室的研究员，很高兴来这里跟大家讲一下我们在西北太平洋的一些工作，感谢汪总、刘秘书长还有组委会的邀请。
我主要在锂离子电池的硅负极上说一下，另外一个是在钠离子方面上的工作。
既然我们要讲表面和界面的控制，我们都知道在电池里面，除了电极的材料重要之外，它的材料也是非常重要的。
我们可以看到在最开始的时候，在94年左右，索尼推出来他们的锂离子电池里面，他们用了电解液的EC之后，他们可以做出18650的电池，这个也是非常好的。
SAI是很重要的，它对锂离子的负极起到了很好的保护作用，它的正极其实也是一样的，在前面有一些专家也都讲过这个事情了。
我们发现除了在表面的SEI之外，在其他电池的表面或者是在负极的表面也有一些调控，也能够提高它的性能。
在这里面我根本讲一些例子，怎样通过表面和界面的控制能够使一些新的电池的化学得到实现，能够提高他们的功能。
这个是去年发表的工作，有一些是我们自己的，有一些是文献上的工作，他们利用离子液体在硅负极的表面能够很好的提高硅负极表面的SEI，提高他们循环的稳定性。
这个是我们的工作，在硅的颗粒的表面，在它的表面上放一个保护性，就可以提高它的性能。
这个是在硫、碳的表面上能够放一些氧化物的话，它就可以更加有利于多硫分子的吸附，能够提高他们循环的稳定性，这个是我们自己的一个工作，如果你通过表面的感性能够让这个元素分布的更加均匀，或者是能够有一个保护膜的话，也能够提高它的循环稳定性。
这个是锂金属一部分的部分，这个是钠电池的一些工作，怎么用一些添加剂或者是表面的感性能够提高它的性能。
我们要讲一下硅负极，既然我们要讲硅负极，我们就要先讲一下我们自己对于这个硅负极的理解。在电池领域有很多是做材料的，尤其是做纳米材料的，我们要考虑这个也是从两个方面来考虑的，如果从材料本身来讲，这个硅的体积会有很大的膨胀，假设是一个球形的话，就可以用一个很简单的公式计算出来。硅体积变化的时候，表面积是会发生变化的，体积的变化会导致直径有所变化，这个表面积也会相应的有很大的变化。这样就会导致有很多新的表面的产生。这些表面产生了就会促进加速电解液的分解和SEI的形成，以及SEI形成之后还会再破裂，因为它有很多的张力在产生。
我们根据分析，我们所提供的一个解决的办法是什么？一个方面需要在硅的表面上做一些工作，还有很多人采用的，用一些纳米尺寸或者是新的结构来减少体积的变化。
第一个工作是FEC，我们并没有像前面李斌博士讲的这样，他们有很好的电解液的选择，能够得到非常好的电解液，我们这里面主要是用很标准的ECDEC的电解液加上10%的FEC。我们就发现了FEC的作用是非常好的，如果我们加了10%FEC之后，对它循环的稳定性可以提高很多。
我们也做了SEM以及NM2的分析，我们会发现这个表面上SEI的增长加了FEC之后是有很大的抑制作用的。
我们也做了一些表面的分析，所以我们也提出了另外一种FEC分解的机制。这种FEC不一定是通过托福来形成的，很有可能是和氧相联接的碳，最后形成一个聚合物和氟化锂。
除了在FEC的效果上面，我们还做了一些其他的工作。如图所示，我们设计这样一个结构的时候，我们有很多硅的纳米颗粒，在外面再包上一层碳。细节就不讲了，主要是通过这样一个计算之后我们可以得出这样一个结构。
我们合成了这个材料之后我们做了一个电镜的分析。我们用这个材料做电池性能的测试，我们会发现，这个电池在150圈上循环的性能是非常好的。
这个是一个比较薄的电极，如果硅的电极要做厚的话，要做稳定是很不容易的。
中间如果有一个硅的壳的话，外面包上一层碳，如果我们能够控制中间这个硅和碳的话，这种情况下我们需要碳的直径大概是硅的直径的1.5倍。
我们有很多其他合成的办法，我们在这里面所做的就是拿硅的纳米颗粒然后进行加热，这样在表面就会形成一层氧化硅，这是我们做的TEM和电化学的表征，我们可以发现，还是有一个很稳定的循环的特性的。
除了这两种以外，我们还有另外一种。我们需要用一个什么样的结构来达到很好的循环性能呢？我们首先做一些比较简单的计算，有什么样的孔隙率，这个尺寸有多大，每个孔的直径有多大，硅肯定是会膨胀300%的，我们来算一下，里面的硅膨胀300%的情况下，我们怎么样来调控它，使它整体的膨胀在一个比较小的范围内。
如果我们多孔的硅可以把它孔隙率控制在70%的话，孔的直径在10纳米左右，这个硅的孔壁的厚度就会在10纳米左右。
我们在很低倍的显微镜下看的话，它是像砖块一样，有几十个微米。
通常情况下像我们图上这个，如果有200个纳米左右，这个东西就做不成了。
下面是我们的电子衍射的图，我们可以看见最开始的时候是结晶的硅。
我们沿着这个孔的方向大概有13%的变化，垂直于这个放心的话有8%的变化。
当我们在电极比较薄的情况下，最开始的时候100个毫安的电流密度下去做相应的工作。
之前我们给大家看了薄的电极之外还给大家看了厚的电极，我们在0.5毫安每平方米和0.75每平方厘米的情况下，我们也做了一些相应的实验。
如果我们在硅负极的情况下，大家也都知道另外一个事情，就是电极厚度的变化，如果是用纯硅的话，电极的厚度也是有变化的，如果我们把它跟石墨混在一起的话，我们做成一个电机，我们怎样来设计这样一个电机，能够有很小的厚度的变化呢？如果要是我们假设它是球形的话，它的体积变化将会是原来的1.6倍，厚度的变化大概是160。
非常感谢这个项目是由DOE还有我们的一些合作者一起支持的，谢谢大家！
