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最新Small Methods：高分辨XRD-CT看清商業(yè)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

LiB技術(shù)的持續(xù)發(fā)展包括原位研究為電極內(nèi)和電極/電解質(zhì)界面上發(fā)生的反應(yīng)提供了寶貴的見解。這些信息對于理解電荷儲存和降解機(jī)制是至關(guān)重要的。

近日，英國倫敦大學(xué)Andrew M. Beal（通訊作者），Simon D. M. Jacques（通訊作者）和Antonis Vamvakeros（通訊作者）等人在知名期刊Small Methods上發(fā)表了題為“Cycling Rate-Induced Spatially-Resolved Heterogeneities in Commercial Cylindrical Li-Ion Batteries”的研究性論文。

原始AAA電池組中確定的所有組件的空間分布

作者利用同步輻射高能X射線衍射CT首次研究了商用圓柱形鋰離子電池在C/2和C/20兩種循環(huán)倍率下的電化學(xué)循環(huán)。該技術(shù)獲得了具有高時空分辨率的電池橫截面的晶體成分和化學(xué)物種圖。

利用XRD平均衍射圖進(jìn)行AAA電池的物相鑒定

利用最近發(fā)展起來的直接最小二乘重建算法克服了眾所周知的視差問題，得到了準(zhǔn)確的器件正極晶格參數(shù)圖。在兩個電極上都發(fā)現(xiàn)了化學(xué)不均勻性，這歸因于電池中鋰和電流分布的不均勻。

結(jié)果表明，這項(xiàng)技術(shù)有可能成為現(xiàn)實(shí)世界中商用電池的一種診斷工具，并在運(yùn)行條件下對其進(jìn)行表征，從而對發(fā)生時的“真實(shí)”電池退化機(jī)理有獨(dú)特的見解。

制備了四個AAA電池的充放電曲線，并進(jìn)行了XRD-CT測試

Cycling Rate-Induced Spatially-Resolved Heterogeneities in Commercial Cylindrical Li-Ion Batteries(Small Methods, 2021, DOI:10.1002/smtd.202100512)

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