電鏡應(yīng)用|Apreo 2表征鋰電池硅基負(fù)極材料

為了提高鋰電池的能量密度，市場急需容量高、成本低廉、可規(guī)模化生產(chǎn)的新型材料。與插層類石墨負(fù)極材料相比，Si、Ge、Al、Sb等合金類負(fù)極材料具有更高的儲(chǔ)鋰容量。

硅基負(fù)極材料

Apreo 2配備了YAG（釔鋁石榴石）材質(zhì)的超高靈敏度背散射探測器，通過不同元素的背散射電子產(chǎn)額的差異來區(qū)分負(fù)極材料中不同相。如圖1所示，分別為氬離子研磨前后的碳硅負(fù)極顆粒，白色較亮區(qū)域?yàn)?span style="letter-spacing: 0.034em;">SiO₂顆粒，較灰色的為SiO_x顆粒，較黑色的為碳顆粒，根據(jù)不同顆粒的元素組成差異而獲取不同的背散射襯度，從而輕松區(qū)分不同相的分布情況以及顆粒的尺寸信息。

硅納米顆粒通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可提高SEI膜穩(wěn)定性。比如在Si顆粒外包覆一層無定形碳，如圖2所示，碳層具有良好的電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電性，也可限制硅顆粒向外膨脹，同時(shí)避免電解液與內(nèi)層Si直接接觸，顯著提高SEI膜穩(wěn)定性。

賽默飛場發(fā)射掃描電鏡Apreo 2

參考資料：

1、A Yolk-Shell Design for Stabilized and Scalable Li-Ion Battery Alloy Anodes，Nano Lett，2012，12,3315-3321.

2、Challenges and Recent Progress in the Development of Si Anodes for Lithium-Ion Battery，Adv. Energy Mater.，2017，1700715.