電池性能的好壞對電子設備來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。充電時(shí)間短、持續時(shí)間長(cháng)，是所有人對目前廣泛使用的鋰離子電池的期望。*近，美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室和斯坦福大學(xué)等機構的研究人員合作，開(kāi)發(fā)出一種新的X射線(xiàn)顯微鏡(STXM)技術(shù)，可細致地觀(guān)察鋰離子電池充放電過(guò)程中的粒子活動(dòng)情況，這或有助于開(kāi)發(fā)出性能更強大的鋰離子電池。

　　研究小組在*新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們利用伯克利實(shí)驗室的先進(jìn)光源，專(zhuān)門(mén)設計制造了一個(gè)“液體電化學(xué)射線(xiàn)顯微鏡納米成像平臺”，可一次對30個(gè)粒子進(jìn)行成像。研究人員稱(chēng)，與過(guò)去所用的透射電子顯微鏡(TEM)相比，新平臺具有更大的視野和更強的穿透性，能讓使用者實(shí)時(shí)觀(guān)察一些化學(xué)特異性變化情況。

　　研究小組利用這一平臺對磷酸鐵鋰粒子在充放電過(guò)程中的活動(dòng)模式進(jìn)行了觀(guān)察、成像，詳細記錄了粒子化學(xué)成分演變及化學(xué)反應速率等情況。他們發(fā)現，粒子表面的充電過(guò)程并不均勻，會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移越來(lái)越差。

　　理論上，電池充電時(shí)，帶正電的鋰離子均勻地布滿(mǎn)電極表面的狀況*理想，但實(shí)際上這種情形很難出現，尤其是電池老化后更是如此。

　　研究人員表示，新技術(shù)平臺使他們可以在介觀(guān)尺度對電池的動(dòng)態(tài)活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，要做到這一點(diǎn)很難但很重要。有了這一技術(shù)，他們有能力實(shí)時(shí)解析粒子化學(xué)成分和電流密度的變化情況，研究電池的充放電過(guò)程，并對單個(gè)電池粒子內部電化學(xué)反應進(jìn)行成像，這對更好地理解電池的充電機制和優(yōu)化電池性能很有幫助。

　　目前，該研究小組正在設計更高精度的X射線(xiàn)顯微鏡，其目標分辨率將達到1至5個(gè)納米。

文章來(lái)源：儀器信息網(wǎng)