原位表征技术在全固态锂电池中的应用

摘要

近年来,可移动消费电子与电动汽车等产业发展迅速,迫切需要发展高能量密度与高安全稳定性的锂电池,以提高这些设备的长续航与长期稳定运行的能力.这使得全固态锂电池极具潜力,并获得迅速发展.然而,高性能全固态锂电池的发展需要对其充放电机制与性能衰减机理等有深入的认识,对电池内部及界面的微观结构、物相组成、化学成分及局域化学环境等动态演变规律有系统深入的理解.基于此,本文总结归纳了典型原位表征技术,包括原位显微技术(原位扫描电子显微镜(SEM),原位透射电子显微镜(TEM))、原位X射线技术(原位X射线衍射(XRD)、原位X射线光电子能谱(XPS)、原位近边结构X射线吸收光谱(XANES)、原位X射线层析成像等)、原位中子技术(原位中子衍射(ND)、原位中子深度剖析(NDP))以及原位波谱技术(原位拉曼光谱、原位核磁共振(NMR)与原位核磁共振成像(MRI))等的基本原理、功能、及其应用于研究固态锂电池中电极材料与界面在服役状态下、真实电化学过程中的动态过程与失效机制的代表性研究进展,并对未来先进原位表征技术在全固态锂电池研究中的应用进行了探讨和展望.