新技術(shù)可觀察充電電池3D內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2023-03-17 15:02:10蓋世汽車閱讀量：477      我要評(píng)論

　　【百分零部件網(wǎng) 技術(shù)前沿】據(jù)外媒報(bào)道，蘭開斯特大學(xué)(Lancaster University)的研究人員首次開創(chuàng)了一種能夠觀察可充電電池3D內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。

　　這項(xiàng)研究由蘭開斯特物理系Oleg Kolosov教授負(fù)責(zé)，并與倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)和NEXGENNA法拉第研究所聯(lián)盟進(jìn)行合作。

　　該團(tuán)隊(duì)利用一種基于3D納米流變顯微鏡(3DNRM)的新型技術(shù)，使可充電電池內(nèi)部的3D納米結(jié)構(gòu)可視化，從分子層面電雙層到鋰離子電池石墨負(fù)極表面的納米厚度電化學(xué)表面層。

　　據(jù)稱這是首次可以直接觀察固體電界面(SEI)整個(gè)三維結(jié)構(gòu)的進(jìn)展。SEI是電池電極和電解質(zhì)界面上形成的納米級(jí)鈍化層，預(yù)先決定了電池的關(guān)鍵性能。研究人員能夠揭示在復(fù)雜的相互作用中(如分子維度電雙層結(jié)構(gòu)、碳層的表面性質(zhì)和電解質(zhì)中溶劑和鋰離子的相互作用)影響SEI層形成的關(guān)鍵因素。

　　對(duì)于高性能電池，固液界面的納米結(jié)構(gòu)具有重要意義。然而，由于其固有的不可及性，電池內(nèi)的反應(yīng)界面很難表征。研究負(fù)責(zé)人Yue Chen博士表示：“目前，了解SEI形成機(jī)制，仍然存在很大的挑戰(zhàn)。研究人員很少探索這一領(lǐng)域，因?yàn)檫€沒有一種界面表征技術(shù)，能夠在工作的電池環(huán)境中實(shí)現(xiàn)納米級(jí)分辨率操作。”

　　界面反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)決定了能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化，并控制著重要的物理、化學(xué)和生物過程中的化學(xué)物種轉(zhuǎn)移，比如催化反應(yīng)、電池中的能量?jī)?chǔ)存和釋放等。

　　這項(xiàng)新技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括能源儲(chǔ)存、化學(xué)工程和生物醫(yī)學(xué)等。接觀察固體電界面(SEI)整個(gè)三維結(jié)構(gòu)的進(jìn)展。SEI是電池電極和電解質(zhì)界面上形成的納米級(jí)鈍化層，預(yù)先決定了電池的關(guān)鍵性能。研究人員能夠揭示在復(fù)雜的相互作用中(如分子維度電雙層結(jié)構(gòu)、碳層的表面性質(zhì)和電解質(zhì)中溶劑和鋰離子的相互作用)影響SEI層形成的關(guān)鍵因素。

　　這項(xiàng)新技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括能源儲(chǔ)存、化學(xué)工程和生物醫(yī)學(xué)等。

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