已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Operando optical tracking of single-particle ion dynamics in batteries

电池(电) 材料科学 纳米技术 同步加速器 电极 阴极 电子 锂离子电池 相变 光电子学 锂(药物) 格子(音乐) 离子 相(物质) 纳米尺度 化学物理 数码产品 跟踪(教育) 工程物理 计算机科学 单斜晶系 阳极 散射 半导体 电动现象 离子键合
作者
Alice J. Merryweather,Christoph Schnedermann,Quentin Jacquet,Clare P. Grey,Akshay Rao
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:594 (7864): 522-528 被引量:224
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03584-2
摘要

Key to advancing lithium-ion battery technology, and in particular fast charging capabilities, is our ability to follow and understand the dynamic processes occurring in operating materials under realistic conditions, in real time, and on the nano- to meso-scale. Currently, operando imaging of lithium-ion dynamics requires sophisticated synchrotron X-ray or electron microscopy techniques, which do not lend themselves to high-throughput material screening. This limits rapid and rational materials improvements. Here we introduce a simple lab-based, optical interferometric scattering microscope to resolve nanoscopic lithium-ion dynamics in battery materials and apply it to follow the repeated cycling of the archetypical cathode material Li$_\textit{x}$CoO$_2$. The method allows us to visualise directly the insulator-metal, solid solution and lithium ordering phase transitions in this material. We determine rates of lithium insertion and removal at the single-particle level and identify different mechanisms that occur on charge vs. discharge. Finally, we capture the dynamic formation of domain boundaries between different crystal orientations associated with the monoclinic lattice distortion at around Li$_{0.5}$CoO$_2$. The high throughput nature of our methodology allows many particles to be sampled across the entire electrode and, moving forward, will enable exploration of the role of dislocations, morphologies and cycling rate on battery degradation. The generality of our imaging concept means that it can be applied to study any battery electrode, and more broadly, systems where the transport of ions is associated with electronic or structural changes, including nanoionic films, ionic conducting polymers, photocatalytic materials and memristors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
单纯的富发布了新的文献求助10
1秒前
北海_hello完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
5秒前
精明纸鹤应助summerymiao采纳,获得10
8秒前
10秒前
天天快乐应助小木子采纳,获得10
12秒前
华仔应助chenhui采纳,获得10
13秒前
DMF应助jhgfjkhgkjbjb采纳,获得10
14秒前
小黄完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
雷欣欣完成签到 ,获得积分10
14秒前
拼搏的完成签到,获得积分10
15秒前
赵宇清发布了新的文献求助10
17秒前
奎奎完成签到 ,获得积分10
18秒前
哭泣嵩完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
liumou发布了新的文献求助10
22秒前
zzz完成签到,获得积分10
22秒前
美好雨竹发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
后会无期完成签到,获得积分10
27秒前
flxz5286发布了新的文献求助10
27秒前
29秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
今后应助liumou采纳,获得10
34秒前
傲娇的大象完成签到,获得积分10
34秒前
小蘑菇应助无心的思山采纳,获得10
36秒前
一二三四发布了新的文献求助10
36秒前
39秒前
付晨晨完成签到,获得积分10
39秒前
深情安青应助涵涵采纳,获得10
39秒前
山山而川完成签到 ,获得积分10
39秒前
小马甲应助一二三四采纳,获得10
40秒前
科目三应助三月繁花采纳,获得10
41秒前
xm完成签到 ,获得积分10
41秒前
Neo完成签到,获得积分0
43秒前
44秒前
44秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440634
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254483
关于积分的说明 17570927
捐赠科研通 5498768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899969
邀请新用户注册赠送积分活动 1876567
关于科研通互助平台的介绍 1716855