Nano Letters：澤攸科技原位桿應用于鋰電研究
日期：2018-08-15
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本期帶來的是一篇PicoFemto原位樣品桿在電化學領域的應用案例。對于鋰離子電池來說，充放電效率和能量效率主要由電極材料中鋰離子的傳輸機制和相變路徑決定的。因此，原位并且在原子尺度上了解鋰離子的嵌入和抽出對于理解鋰電池的工作機制以及失效機制非常重要。本文利用高分辨TEM結合掃描探針式原位樣品臺，原位觀測了SnS2的充放電過程。研究表明，鋰離子電池的充電過程是一個快速發生的兩相反應。在通電后，SnS2與Li離子快速形成LiSnS2.然而，在放電過程中，會產生Li0.5SnS2的中間相結構。這種中間相結構以1-4 nm不等的尺寸分布在電池中。這種不對稱的反應路徑的發現對于層狀電極材料充放電過程的理解有著重要意義，還有助于理解電極材料中的電壓遲滯現象的本質。相關研究成果由北京大學、量子物質協同創新中心、成都電子科大、物理所、美國布魯克海文國家實驗室、武漢大學以及內布拉斯加-林肯大學共同完成，并發表在Nano Letters上(Nano Letters,2016,16(9): 5582-5588)。
澤攸科技的PicoFemto系列原位樣品桿在該研究中作為電池模型的載體，穩定而準確完成了測樣區域選擇以及施加電場等任務。
SnS2薄片被固定在銅電極上并安置于原位樣品桿的一端。金屬鋰（表面鈍化處理）包覆著樣品桿的W探針，與SnS2接觸并形成回路。給樣品施加電壓后可以很清晰地看到相變邊界。
Li的注入過程非常迅速，直接形成了LiSnS2結構。但是Li的抽出過程確會伴隨著Li0.5SnS2中間相的產生和消失。這種中間相結構往往以1-4 nm的核結構存在。
衍射普進一步確認中間相的存在
理論計算對實驗結果的支持
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作者：小攸