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Small:原位TEM研究固态锂硫电池在高温下的充放电行为

日期:2020-11-30

目前,学界对于锂硫(Li-S)电池运行过程中硫化锂的结构演变规律的研究还不充分。究竟是锂的低电子电导率还是低离子电导率YI制了充电过程中硫化锂的分解,目前还存在争议。此外,硫化锂的分解途径也不清楚。

     近日,燕山大学黄建宇、唐永福和张利强课题组针对上述难题,结合PicoFemto®原位MST多场样品杆对高温下硫化锂的析出和分解进行原位研究。结果表明,随着室温下锂化过程的进行,硫化锂从非晶态/纳米晶转变为多晶态,高温下硫化锂的析出比室温下更完整。此外,研究还发现锂离子在固态锂电池中的扩散是可逆的。这项工作实现了一种在高温下原位观测锂硫电池锂化行为的新方法。相关研究成果以"In Situ TEM Observations of Discharging/Charging of Solid-State Lithium-Sulfur Batteries at High Temperatures"为题发表在《Small》上。DOI: 10.1002/smll.202001899

原位MST多场样品杆
原位MST多场样品杆实验方法

图:实验方法

      实验平台搭建:该锂硫纳米电池由一个S@CNT纳米阴极和一个镀锂金属阳极组成。S@CNTs被粘附到扁平的铝棒上,金属锂被涂在另一端。铝棒被安置在PicoFemto®原位MST多场样品杆的三维操纵端,通过机械位移准确触碰MEMS加热芯片上的加热区,从而完成整个纳米电池的构建。实验中,机械操纵端、纳米电池、MEMS芯片形成闭合回路,实现电池的原位充放电研究。同时,MEMS芯片还可以对电池进行高温加热,以研究锂硫电池在高温下的充放电行为。

 

原位TEM观测充放电

图:原位TEM观测充放电

不同温度下的原位TEM充放电研究

图:不同温度下的原位TEM充放电研究

原位TEM理论模型

图:理论模型

图:实验中使用的原位样品杆

图:实验中使用的原位样品杆

 

以上就是泽攸科技介绍的原位TEM研究固态锂硫电池在高温下的充放电行为,文中使用的原位样品杆价格请咨询18817557412(微信同号)

 

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