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Small Methods:”锂”尚往来: 原子尺度锂离子迁移的原位观测

无论是智慧电网、纯电动汽车,或是消费类电子产品,作为储能的锂离子电池都是产业界和科研界的研究重点。锂离子电池的可靠性、耐久性、安全性、经济性,是人们关注的重点,因此要从微观机理进行深入理解,以综合提高电池的循环寿命、能量密度与倍率性能。尽管通过一般的表征手段,已对充放电过程中的微观机制有了大量的研究,但受限于空间分辨率,很难获得原子尺度下的关键构效关系,阻碍了锂离子电池的进一步研究。

Small Methods:

本综述系统地总结了近年来以球差校正透射电子显微镜为工具,探究原子尺度下锂离子电池电极材料和固态电解质在材料生长、结构相变、缺陷构型、成分分析、表界面结构等方面的工作。通过讲解基本原理,展示代表性实例,详细阐述先进电子显微镜三大表征手段成像、衍射、能谱,及借助原位技术,如何在正空间、倒空间、能谱空间、时间维度中,对锂离子电池的原子尺度构效关系进行研究。如通常大家所关心的相结构变化、界面推移、离子迁移、电荷转移以及其动态过程,都有详细讲解。本综述最后进一步讨论包括3D重构、冷冻电镜等的最先进的电子显微镜技术在锂离子电池材料中应用的挑战与展望。可以预见,电子显微镜技术在锂离子电池材料的研究中将会扮演更多更重要的角色。

该篇综述发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201800006)上。

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