In situ Scanning Electron Microscopy of Silicon Anode Reactions in Lithium-Ion Batteries during Charge/Discharge Processes.
In situ Scanning Electron Microscopy of Silicon Anode Reactions in Lithium-Ion Batteries during Charge/Discharge Processes.
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在充电/放电过程中，锂离子电池中硅阳极反应的原位扫描电子显微镜。
DOI：
10.1038/srep36153
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发表时间：
2016-10-26
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kuwabata S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen CY;Sano T;Tsuda T;Ui K;Oshima Y;Yamagata M;Ishikawa M;Haruta M;Doi T;Inaba M;Kuwabata S
全面了解高容量阳极活性材料的充电/放电行为，例如，Si和Li是下一代高性能锂基电池设计和开发的关键。在这里，我们展示了原位扫描电子显微镜（原位SEM）的硅阳极的配置类似于实际的锂离子电池（LIB）与离子液体（IL），预计将在未来的功能LIB电解质。我们发现，在充电/放电过程中的Si活性材料的形态的变化是强烈依赖于它们的大小和形状。甚至可以使用背散射电子成像技术可视化原子Li到Si材料中的扩散。电极反应被成功地记录为视频剪辑。这种原位SEM技术可以同时提供有用的数据，例如，形态变化和元素分布，以及电化学数据。
A comprehensive understanding of the charge/discharge behaviour of high-capacity anode active materials, e.g., Si and Li, is essential for the design and development of next-generation high-performance Li-based batteries. Here, we demonstrate the in situ scanning electron microscopy (in situ SEM) of Si anodes in a configuration analogous to actual lithium-ion batteries (LIBs) with an ionic liquid (IL) that is expected to be a functional LIB electrolyte in the future. We discovered that variations in the morphology of Si active materials during charge/discharge processes is strongly dependent on their size and shape. Even the diffusion of atomic Li into Si materials can be visualized using a back-scattering electron imaging technique. The electrode reactions were successfully recorded as video clips. This in situ SEM technique can simultaneously provide useful data on, for example, morphological variations and elemental distributions, as well as electrochemical data.
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