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《自然》:锂金属电池阳极反应机理细节揭示更轻更经济的动力电池即将到来

由美国能源部布鲁克海文国家实验室(BNL)化学家领导的研究小组已经确定了锂金属阳极电池反应机制的新细节,这是朝着开发更小、更轻、更便宜的电动汽车电池迈出的重要一步。

研究结果发表在《自然》(自然纳米技术)上。

与最常使用石墨作为阳极的锂离子电池相比,锂金属电池使用锂金属作为阳极。锂金属阳极具有更好的比容量和能量密度。

现在,随着几十年的进步,研究人员相信他们可以使锂金属阳极可逆,并超过锂离子电池的极限。实现这一目标的关键是“相间”,即电化学反应过程中在电池电极上形成的固体材料层。

为了“看到”相间的化学成分和结构,研究人员使用了NSLS II,它可以产生超亮的X射线,用于在原子尺度上研究材料性质。

除了NSLS二号,研究小组还需要使用能够检测所有界面成分的光束线(实验站),包括结晶相和非结晶相,以及高能(短波长)x光。这条光束线是x光粉末衍射(XPD)光束线。

该团队使用了XPD的多模态方法,使用了由光束线提供的两种不同的技术,x光衍射和分布函数分析。XRD可以研究晶相,PDF可以研究非晶相。

XRD和PDF分析揭示了令人兴奋的结果:界面中存在氢化锂。几十年来,科学家们一直在争论LiH是否存在于界面中。这是首次利用统计上可靠的技术证明LiH的存在。

汇编/未来经济学家应用信息组

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