能够保持电子和离子导电性的高效锂金属剥离和电镀操作对于开发安全的锂金属电池至关重要。然而,在电池循环过程中监测锂金属微观结构的演变仍然面临挑战。近日,来自查尔默斯理工大学物理系的Aleksandar Matic等人开发了一种可操作的同步辐射X射线断层显微术方法。
文章要点:
1) 该研究开发的方法能够在含有标准非水液体电解质溶液的Li||Cu电池的循环过程中实时探测Li微结构的形成、生长和溶解,对操作性X射线断层显微测量的分析能够跟踪沉积的Li金属随时间和施加电流密度的变化,并区分电化学非活性Li和活性块状Li微观结构的形成;
2) 此外,研究对Li微观结构的深入分析揭示了在不同电流密度下沉积Li的结构连接性以及快速增长的分形Li微观结构形成机制,这些微观结构的形成最终导致了电池的失效。
参考资料:
Sadd, M., Xiong, S., Bowen, J.R. et al. Investigating microstructure evolution of lithium metal during plating and stripping via operando X-ray tomographic microscopy. Nat Commun 14, 854 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-36568-z
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36568-z