9月9日消息,韩国科学技术院(KAIST,院长Choongsik Bae)9月7日宣布,材料科学与工程系Seungbum Hong教授团队联合同系Jong Min Yuk教授及化学与生物分子工程系Nam-Soon Choi教授团队,查明了纳米级电池分析中易被误判为真实离子输运的测量伪影成因,并提出有效抑制方法。

电池充放电过程中,锂或钠离子在材料内部迁移的速度与难易直接影响电池性能与寿命,精确判定离子可自由迁移与受阻区域是电池材料研发的基础。基于原子力显微镜(AFM)的电化学应变显微镜(ESM)以极细探针扫描电池材料表面,通过测量与离子迁移相关的纳米尺度变化间接追踪离子输运。但材料表面粗糙时,即使没有真实离子迁移也可能出现类似信号,误读会导致离子通道图谱失真。

团队在离子不活泼的单晶硅样品表面加工细沟槽,构建无离子迁移但表面起伏的实验环境,定量证明仅表面高度变化即可改变显微镜针尖与样品的接触程度,产生与真实离子迁移相似的信号;在石墨负极与钠固态电解质Na2Zn2TeO6中同样观察到ESM信号随表面形貌变化的现象。基于此,团队提出了识别并抑制该伪影的方法。

ESM是固态电解质、钠离子电池等新材料体系离子输运表征的主力工具之一,该方法为跨实验室ESM数据建立可比性标准、避免误导性图谱进入文献提供了量化依据,对固态电池界面离子通道的真实判定具有直接价值。 (来源:AZoM)