说明：本文华算科技主要介绍了SEI 膜与 CEI 膜的形成位置、化学来源、功能差异和失效模式。重点说明二者都来自电解液界面反应，但一个主要保护负极，一个主要稳定正极，高低电位环境决定了组成和作用不同。SEI 是 solid electrolyte interphase，通常指负极表面形成的固态电解质界面膜；CEI 是 cathode electrolyte interphase，通常指正极表面形成的界面膜。二者都来自电解液在电极表面的分解反应，但形成电位、化学组成、功能重点和失效模式不同。
SEI 主要出现在低电位负极，例如石墨、硅负极和锂金属表面。电解液中的溶剂、锂盐和添加剂在低电位下被还原，生成 LiF、Li2CO3、ROCO2Li、有机聚合物等组分。理想 SEI 应允许 Li+ 通过，同时阻止电子穿透，避免电解液持续还原。
图1：电池界面膜形成示意图展示负极 SEI 与正极 CEI 在位置和功能上的差异。DOI：10.1007/s40820-026-02236-2。
CEI 则主要出现在高电位正极，例如高镍层状氧化物、富锂锰基、尖晶石 LNMO 或高电压钴酸锂表面。正极高电位会氧化电解液，形成含 LiF、磷酸盐、硫酸盐、聚碳酸酯和金属氟化物的膜层。理想 CEI 要抑制电解液氧化、氧释放、过渡金属溶出和表面结构重构。
可以把 SEI 理解为“防还原分解的负极保护膜”，把 CEI 理解为“防氧化分解的正极保护膜”。但二者都不是完全惰性的涂层，而是在循环中不断形成、破裂、修复和增厚的动态界面。
命名上，SEI 和 CEI 都强调“电解液界面相”，说明它们不是电极本体的一部分，也不是简单外加涂层，而是电极、电解液和电位共同反应形成的界面产物。它们的组成会随电解液配方、温度、倍率和循环历史变化。
SEI 的形成通常发生在首圈充电负极嵌锂过程中。当石墨电位下降到约 0.8 V vs. Li/Li+ 以下，碳酸酯溶剂开始还原，生成无机和有机混合层。无机层通常靠近电极，力学强度和离子电导较高；有机层更靠近电解液，柔软但稳定性较差。
CE = Qdelithiation/Qlithiation × 100%
式中 CE 为库仑效率，Qlithiation 为嵌锂容量，Qdelithiation 为脱锂容量。SEI 形成会消耗活性锂和电解液，使首圈 CE 降低。若 SEI 后续持续破裂并再生，长循环 CE 会持续低于理想值，容量逐渐损失。
图2：锂金属或石墨负极表面 SEI 形貌说明其主要作用是阻止电解液继续还原分解。DOI：10.1002/advs.75159。
CEI 的形成发生在正极高电位氧化环境中。电解液溶剂和阴离子在高电压下失电子，正极表面晶格氧活性也可能参与副反应，生成氧化产物膜。高镍正极在 4.3 V 以上更容易发生电解液氧化、Ni/Li 混排和表面岩盐相生成，因此 CEI 稳定性格外重要。
添加剂可以主动调控界面膜。FEC 常用于改善硅负极 SEI，LiDFOB、LiPO2F2、硼酸盐或磷酸酯添加剂可参与形成富 LiF 或 B/P/O 组分的界面膜。关键是让添加剂优先分解，形成薄而致密、离子可导、电子绝缘的保护层。
SEI 的首圈形成常被称为化成过程。化成电流、温度和截止电压会影响膜层组成与致密性。过快化成可能形成粗糙、不均匀 SEI，后续循环中容易破裂；较温和的化成有利于形成连续界面膜，但会增加生产时间和成本。
SEI 的核心任务是兼顾离子传导和电子阻挡。若 SEI 电子绝缘性不足，电解液会持续还原，膜层不断增厚；若 Li+ 传导差，负极极化升高，低温或快充时容易析锂。硅负极还存在体积膨胀，SEI 会反复破裂再生，造成活性锂快速消耗。
Rint = L/(σLiA)
图3：高电压正极表面 CEI 结构显示其需要抵抗氧化分解和过渡金属溶出。DOI：10.1002/advs.75159。
式中 Rint 为界面膜离子传输电阻，L 为膜厚，σLi 为 Li+ 电导率，A 为有效面积。该式说明界面膜不能只追求厚和稳定，过厚或离子电导低都会显著增加阻抗，导致倍率性能下降。
CEI 更强调抗氧化和抑制正极表面副反应。高电压下正极表面可能释放活性氧，诱发电解液分解和气体产生；过渡金属溶出后迁移到负极，还会破坏 SEI。稳定 CEI 能降低正极表面反应活性，减少金属溶出和界面阻抗增长。
SEI 与 CEI 还会相互影响。正极溶出的 Mn、Ni 或 Co 迁移到负极，会催化 SEI 分解；负极 SEI 消耗电解液和添加剂，也会改变正极 CEI 的形成环境。因此全电池界面稳定性必须同时看两端，而不是只优化其中一个界面。
CEI 还承担稳定正极晶格氧的任务。高镍正极表面若发生氧释放，会进一步氧化电解液并形成气体，界面膜随之增厚。含氟、含磷或含硼 CEI 组分常被用于降低表面反应活性，减少 HF 攻击和过渡金属溶出。
表征 SEI/CEI 常用 XPS、TOF-SIMS、TEM、cryo-TEM、EIS、原位气体分析和深度剖析。XPS 可识别 LiF、碳酸盐、磷酸盐等化学组分，cryo-TEM 能减少束流损伤并观察真实膜形貌，EIS 可追踪界面阻抗随循环增长。
图4：不同电解液添加剂形成的界面膜成分对比体现 SEI/CEI 化学来源差异。DOI：10.1126/sciadv.aeb7563。
判断界面膜好坏不能只看是否“厚”。好的 SEI/CEI 应该薄、均匀、致密、富无机稳定组分，并具有足够 Li+ 传导能力。过厚膜层虽然可能隔绝副反应，却会显著增加极化；过薄或不连续的膜层又无法阻止电解液持续分解。
实验上还应区分半电池和全电池。半电池中锂片作为对电极，会提供过量锂并引入锂片副反应；全电池中活性锂有限，SEI/CEI 消耗会更直接反映为容量衰减。真正评价界面膜稳定性，应结合全电池 CE、容量保持率和循环后界面表征。
SEI 与 CEI 的设计逻辑可以概括为：负极需要抗还原、柔韧和快速 Li+ 传输，正极需要抗氧化、抗金属溶出和抑制晶格氧反应。二者名称相似，但工作环境完全不同，不能把一种界面膜的经验直接套到另一端。
图5：长循环后界面膜增厚与阻抗变化说明界面膜既是保护层也是潜在失效来源。DOI：10.1126/sciadv.aeb7563。
分析界面膜时应尽量避免空气暴露。SEI 和 CEI 对水氧敏感，取样、清洗和转移过程可能改变 LiF、碳酸盐和有机组分比例。使用惰性气氛转移、低温电镜和温和清洗条件，能更接近真实循环后的界面状态。
在快充和高电压体系中，SEI 与 CEI 的耦合更明显。负极 SEI 不稳定会消耗活性锂，正极 CEI 不稳定会释放金属离子和氧化性物种，两端副反应最终都会表现为容量衰减和阻抗升高。因此界面膜研究应从全电池角度判断。
如果从失效角度看，SEI 更常表现为反复破裂、再生和锂损失，CEI 更常表现为高电压氧化、气体生成和过渡金属迁移。二者都会增加界面阻抗，但根源不同。把失效来源分清，才能选择合适添加剂、包覆层或化成制度。因此，界面膜优化必须同时看化学组成、力学完整性和离子传输。
