Lityum metal pil katı elektrolit interstisyel görüntüleme

K3^® IS kamera, gerçek zamanlı elektron sayımı, geniş bir görüş alanı ve hızlı, sürekli veri yakalamanın güçlü bir kombinasyonu aracılığıyla eş zamanlı düşük doz görüntüleme sağlama yeteneğine sahiptir.

bu Model 626 soğuk transfer taşıyıcı Radyasyona duyarlı donmuş numunelerin daha sonra doğru sıcaklık ölçümü ile yüksek çözünürlükte görüntülenmesine izin vererek donma olmadan, düşük sıcaklıkta numune aktarımı sağlamak üzere tasarlanmıştır.

bağlam

Enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik için gerekli olan bir dizi ortaya çıkan ve gelişen teknoloji, iyileştirilmiş pillerin sürekli olarak geliştirilmesine bağlıdır.

Lityum metalinin (Li) temel özellikleri onu çekici bir anot malzemesi yapar, ancak kullanımını sınırlayan faktörlerden biri, katı elektrolit interfaz (SEI) oluşumu ve müteakip kararsızlığıdır.

Yeni pil tasarımlarında SEI’lerin ince yapısına ve yapısal dinamiklerine ilişkin içgörüler, verimliliklerini artırmak için gereklidir, ancak SEI görüntülemenin tarihsel olarak zorlayıcı olduğu kanıtlanmıştır.

İnce bir tabaka olduğu ve bazen homojen olmadığı için yüksek çözünürlüklü görüntüleme gerekir. Bu katman aynı zamanda standart HR TEM’in uygulanabilirliğini sınırlayan elektron ışınına da nispeten duyarlıdır. Burada sunulan deney SEI’yi taze bir elektrolitte izlemeyi amaçlamaktadır.¹

Malzemeler ve yöntemler

Burada sunulan yeni elektrolitteki lityum metali, standart bir bakır transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ızgarası üzerinde hareketsiz hale getirilerek hazırlandı.

Numune sıcaklığı, bir kriyo-dönüştürme taşıyıcısı 626 sayesinde 100 K’nin altında tutuldu. Görüntülemeden önce numune, görüntüsü düzeltilmiş bir Titan ETEM’e yerleştirildi.

Burada gösterilen görüntü bir dosya kullanılarak toplanmıştır. K3 IS kamera Sayım modunda, 40 saatlik bir doz oranı kullanılarak^–/ Ey² toplam doza kadar saniyede 70 e^–/ Ey² elde edilmiştir.

Yalnızca 0,54 Å gibi nispeten küçük piksel boyutuna rağmen, geniş bir örnek alanı görüntülemek mümkündü (Şekil 1). Veriler, Wang ve diğerlerinin Şekil 4’te de gösterilen veri kümesinden alınmıştır.¹

Şekil 1. SEI ile metalik Li filamanlarının Cryo-TEM görüntüsü. Tam görüş alanı, amorf SEI’yi ve bunun kristal ve çözücü Li ile arayüzlerini daha net gösteren daha küçük bir alanla (mavi) birlikte gösterilir. Turuncu bölge, yalnızca Li filamanları içinde bulunan retina çevresinin görünürlüğünü gösterir. Yeşil ve turuncu ekler, karşılık gelen kutulu bölgelerden FFT’leri gösterir. Resim kredisi: Jatan Corporation

Özet

Şekil 1, gözlemlenen alan üzerinde tek bir kristalden oluşan Li filamentlerini gösteren bir TEM görüntüsünü göstermektedir.

SEI, şekilsiz bir Li yüzeyinde gözlenir, ancak düşük bir elektron dozu ve düşük sıcaklıkta birleştirilmiş doz oranı uygulaması kullanılarak korunur. Model 626 soğuk transfer taşıyıcı Elektron ışınına duyarlılığına rağmen bu numunenin görüntülenmesine izin verildi

Referanslar

1. Wang H ve ark. Bu bi-solvent Li-Ion çözümü, yüksek performanslı Li-Metal piller sağlar. dava. Anne. 33, 2008619 (2021).