原位透射電鏡技術在電池領域的研究進展
張利強; 唐永福; 劉秋男; 孫海明; 楊婷婷; 黃建宇 清潔納米能源中心; 亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室; 燕山大學材料科學與工程學院; 河北秦皇島066004; 燕山大學環境與化學工程學院; 河北秦皇島066004; 湘潭大學材料科學與工程學院; 湖南湘潭411105
關鍵詞：原位電鏡 鋰離子電池 金屬空氣電池 納米電池 sei
摘要：本文總結了原位透射電鏡在電池研究領域的一些重要研究進展。雖然經過多年的研究,但是電極材料以及其與電解質界面(SEI)在充放電過程中結構、形貌、成分的變化過程還不清楚,以上結構演化與電池性能的相關性更是了解甚少,急需要設計一種新的實驗技術可以在微觀尺度上對其變化進行觀察,原位透射電鏡技術正是為了滿足這樣的需求而設計的。原位電鏡擁有高時空分辨率和能量分辨率,可實時觀察各類納米電極材料及SEI在充放電過程中的微觀變化。本文首先討論在透射電鏡中組裝納米電池的實驗方法,然后討論了應用此技術在研究鋰離子電池、金屬空氣電池等領域的一些重要研究進展,最后對應用原位透射電鏡技術研究電池的未來發展方向進行展望。原位透射電鏡技術可以直接和實時觀察電極材料和SEI在電化學反應中的微觀變化行為,這對于深入了解電池失效機理和設計高性能電池具有重要指導意義。
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