Nano Letters:泽攸科技原位杆应用于锂电研究


发布时间:

2018-08-15

利用PicoFemto®原位样品杆发表的研究成果持续更新中,未来小编还将不断更新产品应用案例。错过之前报道的老师们也可以在公众号首页点击"往期文章"阅读。也欢迎大家关注公众号,这里有电子显微镜领域的前沿资讯、特别的实验方案和高水平研究成果,快来和小伙伴们一起开脑洞吧。

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本期带来的是一篇PicoFemto®原位样品杆在电化学领域的应用案例。对于锂离子电池来说,充放电效率和能量效率主要由电极材料中锂离子的传输机制和相变路径决定的。因此,原位并且在原子尺度上了解锂离子的嵌入和抽出对于理解锂电池的工作机制以及失效机制非常重要。本文利用高分辨TEM结合扫描探针式原位样品台,原位观测了SnS2的充放电过程。研究表明,锂离子电池的充电过程是一个快速发生的两相反应。在通电后,SnS2与Li离子快速形成LiSnS2.然而,在放电过程中,会产生Li0.5SnS2的中间相结构。这种中间相结构以1-4 nm不等的尺寸分布在电池中。这种不对称的反应路径的发现对于层状电极材料充放电过程的理解有着重要意义,还有助于理解电极材料中的电压迟滞现象的本质。相关研究成果由北京大学、量子物质协同创新中心、成都电子科大、物理所、美国布鲁克海文国家实验室、武汉大学以及内布拉斯加-林肯大学共同完成,并发表在Nano Letters上(Nano Letters,2016,16(9): 5582-5588)。

泽攸科技的PicoFemto®系列原位样品杆在该研究中作为电池模型的载体,稳定而准确完成了测样区域选择以及施加电场等任务。  

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SnS2薄片被固定在铜电极上并安置于原位样品杆的一端。金属锂(表面钝化处理)包覆着样品杆的W探针,与SnS2接触并形成回路。给样品施加电压后可以很清晰地看到相变边界。

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Li的注入过程非常迅速,直接形成了LiSnS2结构。但是Li的抽出过程确会伴随着Li0.5SnS2中间相的产生和消失。这种中间相结构往往以1-4 nm的核结构存在。

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衍射普进一步确认中间相的存在  

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理论计算对实验结果的支持