電池中單粒子離子動(dòng)力學(xué)的操作性光學(xué)跟蹤
發(fā)展鋰離子電池尤其是快速充電技術(shù)的關(guān)鍵是在現(xiàn)實(shí)條件下、實(shí)時(shí)地在納米到中尺度上跟蹤和理解功能材料中發(fā)生的動(dòng)態(tài)過程的能力。電池運(yùn)行期間的鋰離子動(dòng)態(tài)成像（操作成像）目前需要復(fù)雜的同步X射線或電子技術(shù)，這并不適合高通量材料篩選。這限制了快速和合理的材料改進(jìn)。作者介紹了一種簡(jiǎn)單的基于實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)干涉散射顯微鏡，用于解析電池材料中的納米鋰離子動(dòng)力學(xué)
發(fā)展鋰離子電池尤其是快速充電技術(shù)的關(guān)鍵是在現(xiàn)實(shí)條件下、實(shí)時(shí)地在納米到中尺度上跟蹤和理解功能材料中發(fā)生的動(dòng)態(tài)過程的能力。電池運(yùn)行期間的鋰離子動(dòng)態(tài)成像（操作成像）目前需要復(fù)雜的同步X射線或電子技術(shù)，這并不適合高通量材料篩選。這限制了快速和合理的材料改進(jìn)。
作者介紹了一種簡(jiǎn)單的基于實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)干涉散射顯微鏡，用于解析電池材料中的納米鋰離子動(dòng)力學(xué)，并將其應(yīng)用于跟蹤電極基質(zhì)中典型正極材料LixCoO2的單個(gè)粒子的循環(huán)。作者直接可視化絕緣體到金屬、固溶體和鋰有序相變，并確定鋰在單粒子水平上的擴(kuò)散率，識(shí)別不同的充放電機(jī)制。最后，作者捕獲了Li0.5CoO2組分中與單斜晶格畸變相關(guān)的不同晶體取向間疇界的動(dòng)態(tài)形成。
作者表示，該方法的高通量特性允許在整個(gè)電極上取樣許多粒子，未來將有助于探索位錯(cuò)、形態(tài)和循環(huán)速率對(duì)電池退化的作用。其成像概念的通用性意味著它可以應(yīng)用于任何電池電極的研究，推而廣之，它可以應(yīng)用于離子傳輸與電子或結(jié)構(gòu)變化相關(guān)的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括納米離子薄膜、離子導(dǎo)電聚合物、光催化材料和記憶電阻器。
作者： 來源：科技日?qǐng)?bào) 責(zé)任編輯：jianping
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