Aplikasyon nan mikwoskopi fòs atomik nan rechèch nan batri Li-ion
Lityòm-ion pil (LIBs) se kounye a ki pi prometteur segondè-efikasite chimik enèji depo pouvwa sous yo akòz enèji espesifik segondè yo, lavi sik long, pèfòmans sekirite segondè, ak pwoteksyon anviwònman an. Nan dènye ane yo, direksyon rechèch LIB yo te konsantre sitou sou rechèch ak devlopman nouvo materyèl elektwòd pozitif ak negatif segondè-efikasite, amelyore pèfòmans sekirite batri pa chanje elektwolit la, ak amelyore estabilite fim nan koòdone elektwolit solid (elektwolit solid). koòdone, SEI) sou materyèl la elektwòd negatif. Fim SEI a refere a yon kouch pasivasyon ki kouvri sifas materyèl elektwòd ki te fòme pa reyaksyon elektwolit la ak materyèl elektwòd nan koòdone faz solid-likid pandan premye pwosesis chaje ak egzeyat LIB yo. Fim nan SEI se yon izolan elektwonik ak karakteristik yon elektwolit solid, men li se tou yon kondiktè ekselan nan iyon ityòm, ki pèmèt iyon ityòm yo dwe lib entèrkalye ak ekstrè nan kouch sa a, ak estabilite li yo gen yon gwo enpak sou pèfòmans nan sik. ak sekirite nan ityòm-ion pil LIBs. gwo enpak. Anjeneral, espektroskopi enpedans elektwochimik, espektroskopi Raman, espektroskopi fotoelektron radyografi, AFM, elatriye yo itilize pou etidye fòmasyon, chanjman ak fonksyon fim SEI, nan mitan ki AFM jwe yon wòl trè enpòtan nan etidye fòmasyon, deformation ak rupture nan. Fim SEI. wòl enpòtan.
Nan lane 1982, avènement de mikwoskòp scanning tunneling (STM) te fè li posib pou premye fwa yo obsève nan tan reyèl aranjman nan atòm endividyèl sou sifas la nan yon sibstans ak pwopriyete yo fizik ak chimik ki gen rapò ak fonksyon an dansite elèktron sifas. Sepandan, prensip k ap travay nan STM se sèvi ak aktyèl la tinèl ki chanje eksponansyèlman ak distans ki genyen ant pwofonde a ak sifas la kondiktif pou D. Se poutèt sa, materyèl yo ke STM ka detekte yo dwe kondiktif, ki limite aplikasyon li yo. Yo nan lòd yo fè moute pou deficiency sa a, an 1986, BINNIG ak lòt moun envante mikwoskòp fòs atomik (AFM) lè l sèvi avèk prensip la sond nan STM. AFM ka pa sèlman detekte kondiktè, materyèl semi-conducteurs, men tou, materyèl izolasyon, epi li ka analize diferan pwopriyete fizik nan atmosfè a, vakyòm, likid ak lòt anviwònman. Se poutèt sa, li gen gwo siyifikasyon nan rechèch la nan syans sifas, syans materyèl, syans lavi ak lòt jaden. Gwo siyifikasyon ak kandida aplikasyon laj.
Pwen inovasyon ak pwoblèm rezoud
Akòz dansite enèji segondè li yo, lavi sik segondè, sekirite ak anpil lòt avantaj, pil ityòm-ion yo se sous pouvwa pòtab ki pi popilè nan lavi modèn epi yo gen kandida aplikasyon laj. Yo nan lòd yo bay plen jwe nan potansyèl la nan ityòm-ion pil ak ankouraje aplikasyon pratik yo, li nesesè yo etidye pwosesis la reyaksyon elektwòd an pwofondè. Kòm yon asistan pwisan nan rechèch la nan pil ityòm-ion, mikwoskòp fòs atomik (AFM) ka detekte mòfoloji mikwoskopik sifas elektwòd la an tan reyèl atravè entèraksyon ki genyen ant atòm yo nan pwent elektwòd la ak atòm yo sou sifas elektwòd la. , epi bay enfòmasyon fizik ak chimik sou sifas elektwòd la nan echèl nanomèt la. Li bay yon baz eksperimantal pou optimize ak modifikasyon materyèl elektwòd ak elektwolit. Papye sa a revize dènye pwogrè aplikasyon AFM nan rechèch batri ityòm-ion, ki gen ladan chanjman mòfoloji, pwopriyete nanomekanik ak pwopriyete elektrik materyèl elektwòd anba kondisyon reyaksyon elektwochimik, sa ki endike ke AFM ap ankouraje plis pwogrè rechèch batri ityòm-ion. .
Depi aparisyon teknoloji AFM, li te lajman itilize nan analiz Li-ion batri LIBs. Kapasite ki ba-destriktif li yo detekte evolisyon mòfoloji ak pwopriyete nan echèl nanomètr la itil pou yon konpreyansyon pi fon nan Li-ion batri LIBs. Estrikti a ak pwopriyete ki gen rapò ak materyèl anod ak fim SEI te mete yon fondasyon solid pou devlopman ak rechèch nan LIBs pou pil ityòm-ion, ak plis ankouraje devlopman nan ityòm-ion pil. Nan papye sa a, aplikasyon an ak pwogrè rechèch AFM nan rechèch la nan materyèl elektwòd pozitif ak negatif ak fim SEI yo revize soti nan aspè yo nan mòfoloji, pwopriyete mekanik ak pwopriyete elektwochimik. Etid sa yo endike ke AFM toujou gen anpil plas pou devlopman nan rechèch ak aplikasyon pil Li-ion. Anplis de sa, yon gwo kantite etid yo te jwenn ke mezi mekanik AFM gen gwo avantaj sou lòt teknik karakterizasyon in situ, ak metòd sa a gen gwo potansyèl nan obsève evolisyon mekanik ak estriktirèl nan entèfaz ak elektwòd anba diferan kondisyon fonksyònman batri. Finalman, devlopman nan mòd optik adisyonèl ansanm ak lòt teknik deteksyon ouvè nouvo pèspektiv pou aplikasyon AFM.
