尽管锂离子和其他碱离子电池被广泛使用和研究，但许多支撑内部材料并导致其降解/失效的化学和机械过程尚未完全了解。因此，为了增强对这些过程的理解，正在探索各种非原位、原位和原位表征方法。最近，电化学原子力显微镜（EC-AFM）和相关技术已成为电池材料表面通用表征的重要平台，其揭示了电池材料在电化学控制下演化时的形态、机械、化学和物理特性。近日，法拉第研究所Thomas S. Miller研究员和伦敦大学Dan J. L. Brett研究员等人报道了EC-AFM在电池方面的最新进展。

文章要点

1）本文介绍了EC-AFM的原理、用EC-AFM对传统和新的电极、电解质材料进行分析。通过将关键的EC-AFM工作与从其他常用表征工具得出的结论进行对比，突出了EC-AFM阐明电池界面过程的独特能力。

2）指出EC-AFM可以有以下优化：优化电极材料；采用高速AFM；在电化学控制下，使用AFM-Raman或AFM-IR等技术扩展对局部化学和物理特性的探索；在分析AFM和相关SPM技术获得的数据时，应仔细考虑尖端和样品之间的负相互作用（例如，尖端屏蔽和尖端扫掠效应）；设计具有在尖端下方和远离尖端的质量传输机制的单元，并使用模拟工具来了解尖端效应；利用电极设计，确保大部分电流响应来自被成像区域，以避免构建脱节的电池化学图。

参考文献：

Zhenyu Zhang, et al. Characterizing Batteries by In Situ Electrochemical Atomic Force Microscopy: A Critical Review. Adv. Energy Mater. 2021, 2101518.

DOI: 10.1002/aenm.202101518

https://doi.org/10.1002/aenm.202101518