Three-Dimensional Operando Photoacoustic Microscopy Reveals Hidden Patterns in the Complex Electrochemical Plating Process of Lithium Metal

化学 电化学 锂(药物) 电镀(地质) 金属锂 金属 扫描电化学显微镜 显微镜 生物医学中的光声成像 化学工程 无机化学 纳米技术 光学 物理化学 有机化学 电极 物理 地质学 工程类 内分泌学 地球物理学 材料科学 医学 电解质
作者
Jingying Zhou,Xingye Tang,Xinyu Yu,Sung‐Liang Chen,Shou‐Hang Bo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c11702
摘要

The electrochemical plating of lithium metal is known to be nonuniform and complex, which can ultimately lead to short circuits and capacity degradation in lithium-metal batteries. These detrimental phenomena are extremely challenging to both predict and manage. Herein, we develop a fast photoacoustic imaging system based on microelectromechanical systems and can thus achieve a high temporal resolution of 0.45 ms per pixel. This system enables operando monitoring of the lithium-plating process under practical current densities, with a lateral resolution of 7.8 μm. We monitor a millimeter-scale region and simultaneously follow the height evolution of lithium metal across 1000 subregions using grid-based tracking. Careful statistical analysis of these growth patterns reveals that the lithium plating begins as a diffusion-controlled process but subsequently diverges into explosive, steady, and diminishing patterns at different locations. This variation likely arises from the spatially dependent lithium-ion diffusivity of the solid-electrolyte interphase formed at the lithium metal-liquid electrolyte interface, which ultimately leads to uneven lithium plating. These findings significantly advance our understanding of lithium-plating dynamics and motivate the development of strategies to mitigate the associated risks in lithium-metal batteries.
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
肖扬发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
mONESY完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
搜集达人应助闪闪穆采纳,获得10
4秒前
氟西汀完成签到,获得积分10
4秒前
wang发布了新的文献求助10
4秒前
温柔绾绾发布了新的文献求助10
5秒前
初景应助yuzulsy采纳,获得20
5秒前
chuanxue发布了新的文献求助10
6秒前
张博雅完成签到,获得积分10
6秒前
平淡的井完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
cyberH发布了新的文献求助30
7秒前
付帅发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
sl发布了新的文献求助10
9秒前
clamdown应助snow采纳,获得10
9秒前
佚名发布了新的文献求助10
10秒前
Copyright应助wei33采纳,获得10
10秒前
mONESY发布了新的文献求助10
11秒前
医痞子完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
wangying完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.4应助小吴采纳,获得10
14秒前
乐乐完成签到,获得积分10
14秒前
zyy完成签到 ,获得积分10
14秒前
蓝天应助彳亍采纳,获得10
14秒前
15秒前
传奇3应助唐唯一采纳,获得10
15秒前
SciGPT应助莫问采纳,获得10
16秒前
汉堡包应助ACE采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
桐桐应助大马猴采纳,获得10
18秒前
下文献发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7287907
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8907654
关于积分的说明 18852065
捐赠科研通 6956629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208726
关于科研通互助平台的介绍 2378592
邀请新用户注册赠送积分活动 2184563