Comparative Study of the Quantitative Analysis of Battery Materials with X-ray Nano-tomography: From Ex Situ toward Operando Measurements

背景(考古学) 表征(材料科学) 材料科学 电池(电) 断层摄影术 阳极 水准点(测量) 体素 计算机科学 纳米技术 电极 光学 人工智能 物理 功率(物理) 古生物学 大地测量学 地理 生物 量子力学
作者
Victor Vanpeene,Olga Stamati,Cyril Guilloud,Rémi Tucoulou,Benjamin Holliger,Marion Chandesris,Sandrine Lyonnard,Julie Villanova
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (10): 9994-10012 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c16419
摘要

Improving battery materials calls for nondestructive techniques capable of delivering high-resolution microstructural information in real time. In this context, X-ray phase contrast nano-tomography is a technique of choice as it enables multiscale 3D characterization. In this study, we propose a feedback loop-integrated workflow for X-ray nano-tomography, based on systematic evaluation of six state-of-the-art battery anode and cathode materials to benchmark key procedures ensuring reliable, reproducible, quality-assessed characterization and subsequent 3D morphological quantification, thus avoiding potential bias in the scientific conclusions. As a result for this phase contrast technique, the sample size and energy used appear as key factors for the final resolution, which enhances imaging capabilities for separating the different material phases of the electrode microstructures. But, it is crucial to adapt these parameters to the materials in order to mitigate errors in the morphological parameter estimation. Moreover, an empirical law based on the heterogeneity and the average particle size distribution has been established to calculate the minimum representative elementary volume to be imaged, showing that volumes of 102 × 102 × 102 μm3 (50 nm voxel size) are sufficiently representative for the six microstructures studied. Ultimately, guidelines have been established for in situ/operando X-ray nano-tomography measurements, with a proposed/validated in-house setup and cell design that preserve both the image resolution and electrochemistry. A detailed evaluation of the X-ray beam interaction is also presented, exploring the relationship between the dose received by the electrolyte and material and the reliable monitoring of electrochemistry and tomography.
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
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
1秒前
活泼学生完成签到 ,获得积分10
3秒前
感动清炎完成签到,获得积分10
4秒前
xiaowang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
吴开珍完成签到 ,获得积分10
4秒前
小宝完成签到,获得积分10
8秒前
xiaowang发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
wing完成签到 ,获得积分10
15秒前
派大星星完成签到 ,获得积分10
16秒前
YPF完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
粗心的语芹完成签到,获得积分10
17秒前
可可爱爱小豆豆完成签到 ,获得积分10
18秒前
希希完成签到 ,获得积分10
21秒前
nhzz2023完成签到 ,获得积分0
25秒前
0lessthan2完成签到,获得积分10
28秒前
愛愛愛愛完成签到,获得积分10
30秒前
研友_LX7zK8完成签到,获得积分10
31秒前
lhl完成签到,获得积分0
31秒前
Minta完成签到 ,获得积分10
33秒前
YJ完成签到,获得积分10
33秒前
执着道之完成签到 ,获得积分10
33秒前
2025210129完成签到 ,获得积分10
33秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得30
34秒前
leilei完成签到 ,获得积分10
37秒前
握瑾怀瑜完成签到 ,获得积分0
37秒前
求知小生完成签到 ,获得积分0
38秒前
苦与乐完成签到 ,获得积分10
41秒前
123完成签到,获得积分10
42秒前
酷炫安雁完成签到,获得积分10
44秒前
看文献完成签到,获得积分0
45秒前
Lin_Focus完成签到,获得积分10
46秒前
Sunny完成签到,获得积分10
46秒前
Ferry完成签到 ,获得积分10
47秒前
机智雅山完成签到 ,获得积分10
48秒前
蛰曜完成签到,获得积分10
48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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7738975
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9287929
关于积分的说明 20185072
捐赠科研通 7316956
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306016
关于科研通互助平台的介绍 2458506
邀请新用户注册赠送积分活动 2315956