可充电电池的3D内部结构揭示

可充电电池的3D内部结构揭示

研究人员开创了一种观察可充电电池 3D 内部结构的技术。这为新技术开辟了广泛的领域，从储能和化学工程到生物医学应用。
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兰卡斯特大学的研究人员率先采用了一种技术，首次观察可充电电池的 3D 内部结构。
这项研究发表在Nature Communications上，由兰开斯特大学物理系的 Oleg Kolosov 教授与伦敦大学学院和 NEXGENNA 法拉第研究所联盟合作领导。

该团队使用一种基于 3D 纳米流变学显微镜 (3DNRM) 的新型技术来可视化可充电电池内部的 3D 纳米结构，从分子级双电层到锂电池中石墨阳极表面的纳米级厚电化学表层。离子电池。

这是第一次能够直接观察固体电界面 (SEI) 的整个三维结构的进展，SEI 是在电池电极-电解质界面上形成的纳米级钝化层，它预先决定了关键的电池性能。

作者能够在分子尺寸双电层结构、碳层的表面特性和溶剂 - 电解质中的锂离子相互作用的复杂相互作用中揭示 SEI 层形成的关键预测因子。

固液界面的纳米结构对于高性能电池至关重要，但由于其固有的不可接近性，很难表征电池内的反应界面。

兰开斯特大学的 Yue Chen 博士是第一作者，他说：“到目前为止，由于缺乏能够同时进行纳米级分辨率和操作的界面表征技术，了解 SEI 形成机制仍然是最具挑战性和探索最少的领域。工作电池环境。”

界面反应的动力学定义了能量流动和转换，并控制重要物理、化学和生物过程中的化学物质转移，从催化反应、电池中的能量储存和释放，到抗原-抗体相互作用和跨神经细胞的信息传输。

这为新技术开辟了广泛的领域，从储能和化学工程到生物医学应用。