第100次循环硅纳米线膨胀并变得不规则，与SEI混合形成软复合结构
学分：詹妮弗M麦纳兰一种表征硅结构和化学演化的新方法。管理电池稳定性的薄层可能有助于解决问题根据一组研究人员，防止使用硅进行高容量电池
研究专注于阳极，负电极和电解质的界面，这使得充电能够在阳极之间移动其他电极，阴极
固体电解质相互作用（SEI）层通常在固体电极和液体电解质之间的电极表面上形成，并且对于电池中的电化学反应至关重要，以及控制电池的稳定性y
使用硅作为阳极将能够更好的可充电电池“在过去10年中，硅引起了许多关注作为可充电电池的高容量负极，” Sulin Zhang说，工程科学和力学教授和生物工程
“”当前商业化电池使用石墨作为阳极材料，但硅的容量约为石墨的10倍
有数十数百万美元，即使是投资硅电池研究的数百万吨，因为这是一个
“这是一个希望与电动汽车和强大的便携式电子电动电气和强大的便携式电子电缆电气化的社会的好消息，但是有一个挑战
在充电和厌恶过程中旋转电池，硅的体积膨胀和收缩，这导致硅材料开裂，并且SEI在
上崩溃并再生
这导致电接触和能力降低的损失，金额电池存储的电荷理解该过程如何在结构上和化学上展开，对于解决问题，对解决问题至关重要
“因为该层的稳定性控制电池的稳定性，您可以我想要这种不可控制的不可控制，因为该层的创建将消耗电解质材料以及活性锂，“张表示
”“这可能导致电解质的干燥和活性材料的损失，所以你对电池性能有不利影响
“在自然纳米技术期刊上发表的张和他的团队接受的大挑战是能够观察，表征和理解这一过程
”“SEI层对电池非常关键，”张所述“但是，通过任何光学显微镜，不可见，并且在电池循环期间动态地发展
可以通过用于非常纳米尺度的透射电子显微镜来动态地发展，这是非常薄的材料
但对于SEI，该层非常柔软，并且在e上很容易被摧毁Lectron梁，因为您必须发送大量电子以获得材料部件的高分辨率图像
“”冷冻阀杆图像，显示硅的结构和化学演化和固体电解质间（SEI）层在第36次循环到第100次循环之后，硅纳米线膨胀并变得不规则，与SEI混合以形成软复合结构
学分：宾夕法尼亚州立大学克服这一点，研究人员低温扫描透射电子显微镜（低温杆）它们在用冷冻茎显微镜的制备和成像期间在低温温度下保持循环电极材料，以极简化样品D.从电子束
中的散热
此外，它们集成了3D成像的敏感元素断层扫描，并且设计用于在下电子剂量下捕获图像的高级算法该技术使得该技术能够实现3D视图SEI-硅相互作用，采用各种数量的电池循环
“”我们方法的独特方面是冷冻茎成像和多种物理过程建模，“张说
”“我们可以想象电池循环运行后硅和SEI的演变;并行，我们可以通过计算模拟循环期间重新承载整个微观结构演化过程这是本研究的新颖性
“团队的工作导致更好地了解导致的机制SII层在硅阳极中的生长和不稳定性
“因此，通过了解SEI层的生长机制，这将为我们提供很多关于如何提高硅阳极性能的洞察力或电池设计，“张说
”“然后我们可以为下一代锂电池创造更强大的硅阳极
”“下一代锂电池将为两者保持多种益处工业和平均消费者，他解释了
“硅是一个非常丰富的，如果我们可以使用硅作为阳极的阳极长循环寿命，我们将大大提高可充电电池的容量，”张说
“，因为硅是丰富的，这将降低电池的价格
”武装Wi张表示，在用硅阳极充电和放电过程中对SEI层演变的批判性，张表示，下一步将使用该知识来帮助设计不循环容量的硅阳极电池
“随着对潜在机制的理解，下一步是产生一些科学假设，”张说
“然后我们将用硅阳极测试这一假设，以便我们可以减轻不利影响与硅的体积变化相关联
通过控制目前无法控制的，我们可以设计具有更好的性能的硅电极
“与张某一起参与该研究的Penn国家研究人员包括天武陈和鼎川薛，研究生我N工程科学和力学
其他研究人员包括，来自太平洋西北国家实验室，杨鹤，姚耀文徐，崇明王，海平贾，冉毅，苗歌，小林李和吉光张;来自Thermo Fisher Scientific，Lin江，Arda Genc，Cedric Bouchet-Marquis，Lee Pullan和Ted Tessner;来自Los Alamos国家实验室，Jinkyoung Yoo
能源部和国家科学基金会资助本研究
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
