2021年9月10日消息，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種方法來(lái)檢測(cè)鋰離子電池的降解機(jī)制。

鋰離子(Li-ion)電池因其在長(zhǎng)壽命循環(huán)和能量密度方面的巨大潛力而被視為電池技術(shù)未來(lái)的巨大希望。然而，退化是鋰離子電池最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。為了消除退化并延長(zhǎng)使用壽命，科學(xué)家們首先需要找出導(dǎo)致鋰離子電池退化的原因。

在Energy&EnvironmentalMaterials上發(fā)表的一篇論文中，薩里大學(xué)與TESCANBrno、sro（掃描電子顯微鏡和相關(guān)帶電粒子束儀器的全球領(lǐng)先供應(yīng)商）和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一起解釋了一種新的檢測(cè)方法并研究鋰離子的降解機(jī)制。

該團(tuán)隊(duì)使用集成表征平臺(tái)直接觀察電池電極內(nèi)部。該平臺(tái)基于雙光束電子顯微鏡，并附有質(zhì)譜設(shè)備。

集成氙離子等離子體FIB銑削和ToF-SIMS技術(shù)。a)循環(huán)NMC電極的第一步Xe+PFIB銑削示意圖，以及橫截面界面的SEM圖像（插圖，藍(lán)色框，比例尺：40μm）。（灰色層：帶有SEI的外表面，黃色層：外部SEI下方的次表面。）b）循環(huán)NMC陰極橫截面界面上所選區(qū)域（紅色框）的集成ToF-SIMS表征示意圖，和所選區(qū)域的SEM圖像（插圖，紅色框，比例尺：10μm）。c)ToF-SIMS表征獲得的質(zhì)譜圖，以及二次離子的指數(shù)圖解。d)上述檢測(cè)區(qū)域在循環(huán)NMC電極橫截面界面上的鋰化學(xué)映射（從100個(gè)斷層掃描框架中整合，相當(dāng)于從橫截面界面起30nm的總縱向深度）。信用：DOI：10.1002/eem2.12221

使用該平臺(tái)，該團(tuán)隊(duì)能夠研究鋰離子電池（NMC陰極和石墨陽(yáng)極）中廣泛使用的電極的行為，并且該團(tuán)隊(duì)有史以來(lái)第一次能夠觀察到退化的發(fā)生。這些觀察結(jié)果可以讓科學(xué)家對(duì)鋰離子電池的性能進(jìn)行改進(jìn)，從而在未來(lái)得到改進(jìn)。

薩里大學(xué)項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人趙云龍博士說(shuō)：“如果鋰離子電池要通過(guò)各種應(yīng)用在我們的日常生活中發(fā)揮不可或缺的作用來(lái)發(fā)揮其潛力，那么科學(xué)社區(qū)需要識(shí)別和研究其降解過(guò)程中的復(fù)雜反應(yīng)。我們的方法可能是使鋰離子電池提高能量密度的基石。”

薩里大學(xué)的項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人TanSui博士說(shuō)：“我們才華橫溢的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)受到開(kāi)發(fā)一種方法的前景的推動(dòng)，這種方法有朝一日可以讓鋰離子電池在一個(gè)更綠色的星球上發(fā)揮主導(dǎo)作用。我們對(duì)未來(lái)可能帶來(lái)的東西感到興奮。”