Joule综述:泽攸科技原位TEM样品杆在二维储能


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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5月18日,北京交通大学王熙教授(通讯作者)团队的杨一君博士以及天津理工大学刘喜正(共同一作)副教授、中科院化学研究所姚建年院士、国际电镜大牛Yoshio Bando、Dmitri Golberg等人在国际期刊上发表了"The Role of Geometric Sites in 2D Materials for Energy Storage"的综述。文章详细探讨了二维纳米材料中的几何位点(点缺陷、线缺陷、面缺陷等)对其电子结构以及相应的对锂/钠离子等存储和传输过程的影响。(DOI:10.1016/j.joule.2018.04.027)

为了弄清楚几何位点在锂/钠离子电池中发挥的作用,研究者们应用了原位X射线衍射、原位X射线吸收、原位拉曼光谱、原位红外光谱、原位核磁共振等等研究手段。但是,原位透射电镜技术是一个能在原子尺度动态观测锂/钠电池运作机理的研究手段。原位透射电镜技术不仅能够直接观测结构和形貌的演变过程,并且在原子尺度实时观测锂/钠离子扩散现象,还可以实时观测充放电过程中的电化学反应。

文中报道的使用泽攸科技PicoFemto®系列原位样品杆在TEM中搭建的氮/磷掺杂石墨烯纳米电池的原位研究,为文章的理论研究做出充分支持。

在这一研究中,氮/磷掺杂的石墨烯被固定在金电极上并且作为电池的阳极,金属锂被固定在钨针尖处并作为电池的阴极,离子液体作为电池的电解质。

PicoFemto®系列样品杆不仅拍到了原位透射电镜下氮/磷掺杂石墨烯面内结构嵌锂前后的高分辨电镜图像,还清晰地原位观测到纳米电池脱锂后的形貌变化。

这篇综述更加确立了泽攸科技原位TEM解决方案在锂电及其他相关研究中的优势和地位。

 

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图:基于二维材料构筑的多级几何结构在锂/钠存储方面的应用。(a)PicoFemto®原位透射电镜样品杆示意图及氮掺杂石墨烯的纳米电池;(b)原位透射电镜下氮掺杂石墨烯面内结构嵌锂前后的高分辨电镜图像;(c)磷掺杂石墨烯纳米电池的示意图以及通过原位透射电镜实时观测磷掺杂石墨烯在嵌锂/脱锂过程中层间距的变化;(d)通过原位透射电镜实时观测黑磷/石墨烯混合材料在嵌锂过程中的形貌变化;(e)原位透射电镜液体池的示意图;(f)在液体池中通过LiPF6/EC/DEC电解液构筑MoS2纳米电池,并实时观测其形貌变化;(g)通过原位电镜实时观测到Ti电极上SEI膜的生成。