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?上交李林森ACS Energy Letters：電子背散射衍射揭示銅表面結構在鋰沉積中的作用

超薄銅箔在當前的鋰離子電池和下一代無負極鋰金屬電池中發(fā)揮著重要作用。銅箔的表面微觀結構會影響鋰在銅箔上的沉積，但目前還缺乏對這一機制的了解。

在此，上海交通大學李林森團隊采用電子背散射衍射來獲取兩種典型超薄（10 μm 厚）銅箔樣品（即電沉積銅箔和軋制退火銅箔，分別表示為 ED-Cu 和 RA-Cu）表面紋理的統(tǒng)計信息。

研究發(fā)現(xiàn)，ED-Cu 和 RA-Cu的表面晶粒形態(tài)、優(yōu)選晶粒取向和取向差角分布不同。ED-Cu 箔的正面和背面的晶粒尺寸和晶界 (GB) 微觀結構也不同。進一步研究表明，沉積鋰顆粒的晶粒尺寸和空間分布與銅表面低Σ重合位點晶格類型的GB的密度相關，這在成核和沉積過程中發(fā)揮著先前未被充分認識的作用。

圖1. 銅箔的微觀結構表征

總之，該工作主要采用EBSD研究了兩種典型銅箔的微觀結構，并發(fā)現(xiàn)RA-Cu和ED-Cu超薄箔的銅表面紋理有很大不同。具體而言，銅表面紋理與銅箔表面的鋰沉積行為之間存在相關性。ED-Cu 表面存在較大比例的低 Σ CSL GB，進而降低了Cu表面能，并導致Li沉積的成核過電勢更高（與 RA-Cu 相比）。

因此，與RA-Cu 相比，ED-Cu 表面的成核數(shù)量更少，Li 顆粒的尺寸也更大。除此之外，該工作強調(diào)了 EBSD 技術在研究各種電池材料的復雜工藝-結構-性能關系方面的強大能力。

圖2. 沉積鋰顆粒的SEM表征和統(tǒng)計分析

The Overlooked Role of Copper Surface Texture in Electrodeposition of Lithium Revealed by Electron Backscatter Diffraction, ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02132

原創(chuàng)文章，作者：wdl，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/01/25/263850c9c3/

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