纳米人-Science：发展新型颗粒型电极

Science：发展新型颗粒型电极

纳米技术纳米 2022-04-30

调节电池材料的性质、设计多级结构对于最大化的提高电池材料性能至关重要，当将电催化活性材料用于电池，通常这种材料以粉末形式沉浸在液体电解液，作为离子导电/电子导电路径用于电化学反应。通常更好的利用电化学活性纳米材料与活性材料的性质、粒子之间的导电通路、粒子之间的相互作用有关。

近日，弗吉尼亚理工大学林峰(Feng Lin)、普渡大学赵克杰(Kejie Zhao)、斯坦福同步加速器辐射光源中心刘益进(Yijin Liu)等报道通过硬x射线全息层析成像方法对组成为LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂的电极材料进行成像表征。西北太平洋国家实验室肖杰(Jie Xiao)展望电池的颗粒结构电极材料设计。

本文要点：

(1)

作者通过硬x射线全息层析成像方法，能够对成千上万个粒子的不同时间尺度变化，因此能够对电极的结构、性能、失效之间的关系进行研究，发现在电池循环过程中的损失来自每个粒子和粒子的环境导致，其中的贡献作用随着时间推移不断变化，因此为设计新型高性能电极提供机会。

(2)

硬x射线全息层析成像表征结果显示，电极缺陷形貌与电化学活性同时发生改变，其中包括三个过程：单个粒子活化阶段，其中电极中的颗粒开始参与电化学反应过程；随后颗粒之间产生区别和分类，其中颗粒的电化学利用和颗粒的损坏程度不同；最后，不同颗粒实现整体均质化，其中不同颗粒的电化学性能和颗粒机械损坏程度程度更加均匀。此外作者观测，验证在充放电循环过程中发生颗粒的集体电化学活性损失。