蓋世汽車訊 鋰離子電池對日常生活具有重大影響，例如現在幾乎每個人都擁有一部智能手機，且馬路上的電動汽車越來越多。此外，鋰離子電池還可在緊急情況下為發電機提供動力。隨著便攜式電子設備、電動汽車和大規模電網逐漸普及，市場對安全且價格合理的高能量密度電池的需求持續增長。
據外媒報道，休斯頓大學（University of Houston，UH）研究團隊與太平洋西北國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）和美國軍事研究實驗室（U.S. Army Research Laboratory）的研究人員合作，開發出原位反射干涉顯微鏡（RIM），可以更好地了解電池的工作原理，從而開發出性能更高的下一代電池。
休斯敦大學工程學院（Cullen College of Engineering）的電氣和計算機工程助理教授Xiaonan Shan表示：“我們頭次實現了固體電解質界面（SEI）動力學的實時可視化，可為間相的合理設計提供了關鍵信息。間相是一種電池組件，是未來電池開發電解質的Z大障礙。”
憑借該高靈敏度顯微鏡，研究人員能夠研究SEI層，即電池電J表面上決定電池性能的J薄且脆弱的層。但SEI層的化學成分和形態總在不斷變化，因此使得研究面臨挑戰。
研究人員Yan Yao、Hugh Roy與工程學院特聘教授Lillie Cranz表示：“了解SEI的形成和演化需要一種動態、非侵入性和高靈敏度的原位成像工具。這種能夠直接探測SEI的技術很少見，而且非常可取。”
運行過程
研究團隊在該項目中應用了干涉反射顯微鏡的原理，其中以600納米為中心、光譜寬度約為10納米的光束被導向電J和SEI層并被反射。采集到的光強包含不同層間的干涉信號，攜帶著SEI演化過程的重要信息，因此研究人員能夠觀察到整個反應過程。
在該項目中進行了大量實驗工作的休斯頓大學研究生Guangxia Feng表示：“RIM對表面變化非常敏感，因此我們能夠以大尺度高空間和時間分辨率監測同一位置。”
研究人員指出，目前大多數電池研究人員使用的是冷凍電子顯微鏡，這種顯微鏡只能在特定時間拍攝一張照片，無法連續跟蹤同一位置的變化。
專門開發成像技術和光譜技術以研究能量存儲和轉換中的電化學反應的Shan教授表示：“我想通過調整和開發新的表征和成像方法，從不同的角度進行能源研究，而這些表征和成像方法可提供新的信息，以理解能量轉換過程中的反應機制。”這種新的成像技術也可以應用于其他Z先進的儲能系統。
原文章鏈接：https://auto.gasgoo.com/news/202302/13I70330602C101.shtml
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