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Nat. Mater.：晶粒幾何形狀對(duì)多孔插層電極電化學(xué)性能的影響
自鋰離子電池出現(xiàn)以來(lái)，其理論容量及應(yīng)用潛力仍尚未實(shí)現(xiàn)。這主要是由于在電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建方面依然存在挑戰(zhàn)，使其整個(gè)內(nèi)部空間能夠可逆地用于離子存儲(chǔ)。由相同材料和相同規(guī)格構(gòu)建的電極，僅在組成晶粒的尺寸和幾何形狀方面有所不同，但在極化、應(yīng)力積累和容量衰減方面會(huì)表現(xiàn)出明顯的差異。
在這篇文章中，研究團(tuán)隊(duì)使用操作同步加速器X射線衍射和能量色散X射線衍射（EDXRD），探討了V2O5作為模型相變陰極中鋰化誘導(dǎo)相變的顯著晶粒幾何相關(guān)修飾機(jī)制起源。觀察到相共存狀態(tài)的顯著調(diào)制是晶粒幾何形狀的函數(shù)。具體而言，納米尺寸的球形V2O5晶粒穩(wěn)定了亞穩(wěn)相，以避免形成大的失配應(yīng)變。
空間分辨EDXRD測(cè)量表明，晶粒幾何形狀強(qiáng)烈地改變了多孔陰極結(jié)構(gòu)的曲率。在包括微米大小的薄片電極結(jié)構(gòu)中，更大的離子傳輸限制導(dǎo)致電極厚度上鋰化不均勻性。這些結(jié)果確立了粒子幾何對(duì)亞穩(wěn)相區(qū)和電極曲率的修正可作為實(shí)現(xiàn)插層陰極的關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則。
其中使用巨力光電代理的kSA MOS 原位薄膜應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng) (k-Space Associates)進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)力測(cè)量，監(jiān)測(cè)襯底曲率的變化。MOS測(cè)量檢測(cè)電極襯底背面曲率的變化，從樣品表面反射并捕獲平行激光束陣列在CCD相機(jī)上。
產(chǎn)品推薦
1. kSA MOS 原位薄膜應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng) 采用非接觸激光MOS技術(shù)，不但可以對(duì)樣品表面應(yīng)力分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，而且還可以進(jìn)行樣品表面二維應(yīng)力、曲率成像分析。您可自行定義選擇使用任意一個(gè)或者一組激光點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并且這種設(shè)計(jì)始終保證所有陣列的激光光點(diǎn)始終在同一頻率運(yùn)動(dòng)或掃描，從而有效的避免了外界振動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，同時(shí)提高了測(cè)試的分辨率，適合各種材質(zhì)和厚度薄膜應(yīng)力分析。
2. kSA ACE 原位MBE束流監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 是一種高靈敏度的在線原位原子束流監(jiān)測(cè)設(shè)備，它利用原子吸收光譜的原理來(lái)測(cè)量對(duì)應(yīng)原子種類(lèi)的通量率。該設(shè)備可實(shí)時(shí)原位檢測(cè)原子束流密度、生長(zhǎng)速率，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜成分精確控制。
文獻(xiàn)信息