9月7日消息,据Phys.org报道,韩国科学技术院(KAIST)材料科学与工程系洪承范(Seungbum Hong)教授团队,联合同系 Yuk Jong Min 教授课题组和化学与生物分子工程系 Choi Nam-Soon 教授课题组,查明了一种电池纳米尺度分析中测量伪影的成因,并提出抑制方法,成果发表于《Small Methods》。
电化学应变显微镜(ESM)基于原子力显微镜(AFM),以极细探针扫描电池材料表面并测量与离子迁移相关的纳米尺度变化,从而间接追踪离子输运。问题是:当材料表面粗糙时,即使没有真实离子迁移也会出现类似信号。若被误读为离子通道证据,研究者会错误判断离子在材料内的运动路径。
为定量验证,团队在离子不活动的单晶硅样品表面刻出细沟槽,构造了无离子迁移但表面不平整的实验环境,证明仅表面高度变化就能改变探针与样品的接触程度,产生与真实离子迁移相似的信号。在石墨负极和钠离子固体电解质Na2Zn2TeO6的实际分析中,ESM信号同样随表面形貌变化,说明该问题跨材料普遍存在。
解决方案是让样品表面尽可能平滑:团队采用冷却截面抛光仪(CCP),用氩离子束精确抛光样品截面。氩气化学惰性,可在不显著改变样品性质的前提下完成加工,抛光后信号一致性显著改善。该成果对下一代电池材料开发具有直接意义:固态电池、钠离子电池的界面离子输运分析可靠性将因此提升,避免材料设计被表面假信号误导。
(来源:Phys.org)