电池材料与相界面的冷冻透射电子显微表征

在运输行业减少碳排放以应对气候变化的努力中，锂电池技术至关重要。然而，改善电池化学表现的实际应用仍然受到限制，这是由于我们对电池中复杂的界面和结构的理解仍很有限。这些亟待研究的结构之一是固体-电解质相界面（SEI），它是存在于电池负极（阳极）上的钝化层。通常认为SEI是电池中“最重要但对其了解最少”的结构，它控制着阳极的稳定性和可循环性能。但由于SEI对空气、水分以及电子辐照的敏感性，往往难以通过电子光学方法，例如透射电镜（TEM）对其在纳米尺度上进行研究。

得益于近来冷冻透射电镜在材料科学领域的发展，我们现在能够在TEM中对Li基电池材料进行成像，并避免副反应和电子束损伤的发生，对SEI的化学组成和纳米结构实现可视化呈现并能够与电池性能表现直接关联起来，为电池的电化学反应和老化现象提供了全新视角。在本次报告中，William Huang 着重介绍了他运用冷冻电镜对下一代硅和金属锂阳极中的 SEI 特性与失效模型进行研究的工作情况。