新型阴极材料：释放高能量密度电池的潜力

来自 实验室仪器网

研究人员在使用新型阴极材料改进锂离子电池方面取得了令人振奋的进展。多层富锂过渡金属氧化物 (LRTMO) 因其高能量密度而特别有前景，但它们面临着一个重大挑战：它们的容量会随着时间的推移而下降，因为它们在使用过程中会发生结构和化学变化。

科研机构的科学家团队在利用先进的X射线技术对这些变化进行了前所未有的仔细观察。他们使用先进的X射线显微镜观察了材料中的纳米级转变并发现了重要的化学细节。

锂离子电池已经得到广泛应用，但LRTMO等新材料可能会让其性能更加强大。然而，随着锂离子在充电和放电循环中来回移动，这些材料会随着时间的推移而降解。到目前为止，科学家还没有完全了解导致这种降解的具体变化。

研究人员能够在BESSY II储存环上确保世界上唯一的透射X射线显微镜 (TXM) 的光束时间，以使用先进的3D断层扫描和纳米光谱学研究他们的样本。

博士在之前就进行了测量。后来，这些X射线分析通过​​额外的光谱和显微镜技术得到了增强。在对大量数据进行彻底分析后，该团队揭示了材料的结构、形状和化学成分在放电周期中如何变化的详细见解。

软X射线透射显微镜能够以高空间分辨率在三维空间中可视化LRTMO粒子中的化学状态，并深入了解电化学循环过程中的化学反应。

研究表明，慢速充电会导致相变和氧气损失，而快速充电会导致晶格扭曲和锂扩散不均匀。它还揭示了纳米孔的形成方式以及不同元素的氧化态如何转变。这些发现有助于提高电池的性能和耐用性。这项研究为设计持久、稳定的正极材料提供了重要指导。

» 仪器设备 购买 咨询