了解电池材料中的锂化不均匀性是确保最佳电化学性能的关键。然而，由于电极颗粒的三维形态、固相和液相反应物的参与以及一系列相关的时间尺度（秒到小时），使其仍极具挑战性。在这里，索邦大学Raj Pandya、Sylvain Gigan、Hilton B. de Aguiar、波士顿学院Alexis Grimaud克服了这一问题，并演示了使用共焦显微镜同时对单个团聚颗粒中的锂离子动力学和电池中的电解质进行三维操作测量。

本文要点：

1) 作者研究了两种阴极材料：LixCoO₂和LixNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂。Li相表面到核心的传输速度和体积变化被捕获为循环速率的函数。此外，作者观察了循环过程中本体和团聚体表面的不均匀性，并对微观液体电解质浓度梯度进行了成像。

2) 作者发现，表面限制反应和团聚体内竞争速率控制了基于团聚体电极中的锂化和结构不均匀性。作者概述了在电池电极的复杂环境中进行光学成像的条件。

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Raj Pandya et.al Three-dimensional operando optical imaging of particle and electrolyte heterogeneities inside Li-ion batteries Nature Nanotechnology 2023

DOI: 10.1038/s41565-023-01466-4

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01466-4