Carbon Energy

研 究 背 景

随着全球对可持续能源系统的需求日益增长，锂电池技术作为减少碳足迹的关键，其性能提升已成为科研界的热点。然而，锂电池性能的进一步发展需要对其内部复杂的电化学反应有更深入的理解。韩国成均馆大学的研究团队采用了一系列原位技术，为我们揭开了锂电池在充放电过程中内部变化的神秘面纱。

成 果 介 绍

韩国成均馆大学Won‐Sub Yoon等人在Carbon Energy上发表了题为“In situ techniques for Li-rechargeable battery analysis”的综述文章，系统地讨论和整理了各种原位技术在锂电池分析中的应用。这些技术包括利用电磁波、电子和中子等多种分析方法，从原子到宏观尺度对电池系统进行多角度分析。

研 究 亮 点

多尺度分析： 研究覆盖了从纳米到微米尺度的广泛信息，包括电子、原子、晶体和形态结构。

立体视角： 考虑了探测深度，提供了从立体角度对电池系统的全面理解。

技术进步： 原位分析技术的进步为电池系统的基本科学理解提供了新的视角，有助于发现提升性能的新因素。

图 文 解 析

图 1： 锂电池原位分析技术图解

图 2： 原位XRD电池结构图

图 3： 原位超小角X射线散射图案

图 4： 原位硬XAS实验装置

图 5： 原位软XAS实验装置

图 6： 原位XPS实验装置

图 7： 原位XCT实验装置

图 8： 原位TXM实验装置

图 9： 原位STXM实验装置

图10：原位光学显微镜（OM）观察锂金属生长

图11：原位拉曼光谱学研究

图12：原位傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究

图13：原位核磁共振（NMR）研究

图14：原位电子顺磁共振（EPR）研究

图15：原位扫描电子显微镜（SEM）研究

图16：原位透射电子显微镜（TEM）研究

图17：原位中子衍射（ND）研究

图18：原位小角中子散射（SANS）研究

图19：原位中子反射（NR）研究

图20：原位中子成像（NI）研究

图21：原位中子深度剖析（NDP）研究

图22：原位原子力显微镜（AFM）研究

图23：原位差分电化学质谱（DEMS）研究

图24：原位技术分类

研 究 小 结

该研究不仅为锂电池的未来发展构建了一个全面且有组织的原位技术库，而且通过综合考虑各种技术的能力、局限性和实用技巧，为设计更先进的锂电池系统提供了宝贵的指导。这项工作强调了多技术联合使用的重要性，以获得对锂电池内部复杂现象的全面理解，为新一代电池技术的发展提供了科学依据。

相关论文信息

论文原文在线发表于Carbon Energy，点击“阅读原文”查看论文。

论文标题：

In situ techniques for Li‐ echargeable battery analysis

文章研究方向：

电池材料— —锂电池

论文网址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.549

DOI: 10.1002/cey2.549

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关于“Carbon Energy”

Carbon Energy（《碳能源（英文）》）由温州大学和Wiley携手创办，聚焦清洁能源、光电催化、新型碳制造、碳减排等领域，旨在成为国内外优秀科研成果展示的高端平台、国家重大科研战略的助推器和广大科研工作者喜爱阅读的科研工具，立志成为未来“碳时代”高影响力的学术旗舰期刊。

Carbon Energy 2019年创刊，同年入选中国科技期刊卓越行动计划“高起点新刊”，连续两年获“中国最具国际影响力学术期刊”称号，连续三年入选科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告，2022和2023年入选中国科学院材料科学一区期刊，相继被DOAJ、CAS、ESCI、Scopus、SCIE、INSPEC、CSCD等收录，2023年获得第三个影响因子19.5，并入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队期刊和2024年度中国高校科技期刊建设示范案例库杰出科技期刊入库案例。

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