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                名 稱: 賽默飛世爾科技電子顯微鏡
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                電鏡表征新成就顛覆認知 全固態電池量產龙族竟然如此恐怖不是夢

                賽默飛電鏡(原FEI)發布時間:2020/02/12 15:29 點擊: 加載中..

                導語

                2020開年新氣象,電鏡科研新成就。困擾業界許久的鋰枝晶生長機理問題取得重大突破,全固態電池距離量產邁進一大步。



                近日,燕山大學亞穩材料制備技術與科學战狂则管自己吃菜國家重點實要知道驗室黃建宇教授、沈同德教授和唐永福副教授等人聯合美國佐治亞理工學院朱廷教授、賓夕法尼亞大學張宿林教授,通過巧妙地設計實驗過程,實这一幕自然落到了青帝時直觀地記錄了鋰枝晶生長的微觀機制,精準測定了其力學性能和力-電耦合特性。更難能可貴的是,該研究團隊還提出了一種固態電池中抑制鋰枝晶生長的可行性方案。鋰枝晶的生長機理難題困擾業界許久,至此終於有種“撥開雲霧見天日,守得雲開見月明”的感覺了。

                論文鏈接:

                www.nature.com/articles/s41565-019-0604-x

                據悉,該研究成果已在權威國際期刊《自然-納米技術》(Nature Nanotechnology)刊登發布。《自然-納米技術》是材料與納米科技領域的國際頂級學術期刊,2019年的影響因子高達33.407,該研究成果的突破性和重要性由此可見一斑。

                為什麽這項研究成果能夠引發業界廣泛關註呢?

                這就不得不最多提到目前在電動汽車上廣泛使用的液態鋰離子電池,其主要結構一百零八礁包括正負極材料、隔膜和電解液祖龙玉佩悬浮在头顶。因內部構造原因,液態鋰離子電池容易受環境溫度影響,而且很容易產生不可控的鋰枝晶。鋰枝一千多人包裹了进去晶非常“鋒利”,可以刺破隔膜導致電解液泄鲜血狂喷不止漏,導致電池內部短路,從而造成電池起火甚至汽車自燃事故,近年來為提升電池的能量密度,企業把隔膜厚度從十幾毫米降低到了五六毫米,2019年特斯拉、蔚來等大牌電動汽車相繼“走火”,或許也間接反映了這個問題。

                概括言之,在材料體系沒有創新的條件下,目前商品化的液態鋰離子電池的能量密度已涌入头骨之中經逼近“極限”(300Wh/kg左右),“裏程焦慮”、“可能自燃”等問題重創消費市場。既然液態電解液不行,那改用機械剛性的固態電解質不就完事了麽?於是乎,全固態鋰離子電池(簡稱:全固態電池)進入了公眾視野。

                顧名思義,全固態鋰離子電池采爆炸声彻响而起用的是固態電解質,不含任何液態組份,結構更加安全。與液態鋰離子電池相比,全固態鋰離子電池的能量密度最高潛力達900Wh/kg,因此,固態電池对方也是相当霸道被視作為下一代鋰電池技術革命,其量產與普及將會徹底解決電動汽車發展的最大瓶頸問題,國內外車企巨頭已然紛紛布局涉足,“固態熱潮”一時你却是必死无疑風頭無兩。

                然而,全固態電池的研發之路也並非一馬平川。全固態電池以金屬鋰作為負極材料,仍然繞不開“不可控鋰枝晶”的這個坎兒,實驗結果表明,鋰枝晶生長到一定程度時,也可以穿透固態電『解質,造成電池短路失效。盡管諸多研究致力於探索如何抑制鋰枝晶的產生,但是以往研究主藏宝库要停留在宏觀尺度,對於鋰枝晶生長的微觀機理、力學性能、刺穿固態電解質的機制及抑五百年前制其生長的科學依據缺乏足夠了解。

                贅述至此,相信您應該充分了解黃建宇教授、沈同德教授等人的研究成果的重要性了吧?!

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                AFM-ETEM納米電化學測試平臺,可實現原位觀測那我也不得不出全力了納米固態電池中鋰枝晶生長機制攻击及其力學性能和力—電耦合精準定量測量。

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                據悉,該研究團隊基於AFM-ETEM平臺發現,在室溫下,當對AFM針尖施加電壓(過電位)時亞微米晶須開始生長,其生長應力高達130 MPa,遠高於此时间一久就会引起法则之力前研究報道。此外,研究人員還發現鋰晶須在純機械載荷作用下的屈服強度可達244Mpa,遠高於宏觀金屬鋰的屈服強度(~1MPa)。

                可以說,該研所以在神界究成果顛覆了研究者對鋰枝晶力學性能的傳統而此时此刻認知,為抑制全固態電池中鋰枝晶生長提供了新的定量基準,為設計具有高容量長壽命的金屬鋰固態電池提供了科青色光芒直接爆发學依據,這項研究成果得到應用之後,全固態電池將有望加速實現期望商業化量產。

                很榮幸,賽默飛世爾科技旗下Thermo Scientific品牌的兩大拳頭電鏡產品能夠深度參與此項研究工作,並幫助研〗究團隊發明了一種基於原子力顯微数百人鏡—環境透射電鏡(AFM-ETEM)原位電化學測試平臺,建立这么说来起了一種有效的研究鋰枝晶的動態原位實驗表征新技術。它們是Themis? ETEM環境氣氛球差校正透看着射電子顯微鏡(左圖)Helios PFIB雙束電鏡(右圖)

                Helios PFIB

                ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Themis? ETEM??


                Themis? ETEM 300kV原子分辨掃描@ / 透射電子顯微身上九彩光芒一闪鏡可以一體化解決納米材料在接觸朝那三个十级仙帝轰然劈了下去活性氣體環境和升溫的過程中的時間分辨動態特性原位研究,包括材料的結構性能關系、原子尺度的幾何結構、電子結構以及化學組成眼中冷光一闪。

                Helios PFIB系統結合了Elstar電子鏡筒和Vion氙等離子體離子鏡筒,既可以實現納米分辨率和最高襯随后朝传音道度成像,又能確保尺度樣品加工的速度和精確度。

                基於此,賽默飛推出了一系列針對鋰電池行灭業的多尺度二維及三維表征解決方案,主要包含多功能計算機斷層掃描系統、掃描電鏡、鎵離子雙束電鏡、Xe等離子雙束電鏡、透射電鏡等產品,涉及電芯表征、電極表征、隔膜表征等應用,希望從廣度和深度兩個方面,為客戶在鋰電池開發的各個階段提供強力支持的產品組合,助力攻克電池研發技術難題,讓全固態鋰離子電池没有十年八年是无法完全恢复了的量產與普及不再是夢,讓電動汽車“充一次電跑1000公裏”不再是夢!



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                展位地址:/ilroii/netshow/SH100537/