久久超碰99,91一区二区三区四区,精品捆绑调教一区二区三区,日韩国产欧美三级

預存
Document
當前位置：文庫百科 ? 文章詳情
冰冷的我懂得你熾熱的心——冷凍電鏡邂逅電池！
來源：測試GO 時間：2021-10-22 17:40:09 瀏覽：4571次

1、引言

盡管在過去30年里，電池在便攜式電子產品、電動汽車、電網存儲和能源轉化等方面的應用無處不在，但當前的化學發展正迅速接近它們的理論極限。未來高能量密度電池的應用需要對其在原子尺度上進行操作并詳細探究材料失效機制，然而，大多數電池材料在電子束下不穩定，因而無法用傳統的透射電子顯微鏡（TEM）進行高分辨率的研究。

冷凍電鏡（Cryo-EM），可將樣品冷凍固定并保持低溫進入顯微鏡里面，利用高度相干的電子作為光源進行照射，透過樣品和附近的冰層，受到散射，再通過探測器和透鏡系統記錄散射信號，最后進行信號處理和三維重構技術得到樣品的結構和化學信息，從而可實現液體、半液體和電子束敏感樣品的直接觀察。

在近幾年，Cryo-EM的高速發展使得結構生物科學家們可以借助這一表征技術對有機生物材料以埃級分辨率成像并進行結構解析。該技術對結構生物學的深刻影響使其發明者們獲得了2017年的諾貝爾化學獎。與生物有機分子相比，許多電池材料對電子束的敏感度相對較低，于是越來越多的電池科學家們開始將Cryo-EM應用于電池材料的結構和界面等原子尺度解析上，從層層迷霧中剝開電池材料的行為演變和結構化學信息。下面我們結合幾篇高水平論文給大家分享一下Cryo-EM在電池領域的應用。

2、固體電解質界面（SEI）

Joule：Cryo-EM揭示金屬鋰與LiPON之間固體電解質界面的穩定性

SEI被認為是使用液體和固體電解質的二次電池中最復雜但最不為人知的組成部分，全固態電池(ASSB)更是缺乏這方面的認知和理解，這將會阻礙對某些固態電解質（如LiPON）的深入理解。

鑒于此，加利福尼亞大學的孟穎教授和Xuefeng Wang教授合作利用Cryo-EM成功地保存和探測了鋰金屬與LiPON之間的界面相，揭示了具有氮和磷濃度梯度的多層鑲嵌SEI結構（圖1）[1]。研究結果表明，這種獨特的SEI納米結構小于80 nm，穩定且不含任何有機鋰物種或氟化鋰成分，與有機液體電解質中發現的SEI形成鮮明對比（圖2）。該發現揭示了鋰金屬電池中穩定鋰金屬負極SEI的關鍵納米結構和化學性質。

圖1 Li/LiPON/LNMO全電池的電化學性能和Cryo-STEM EDS結果

圖2 Li/LiPON界面相的納米結構和Cryo-TEM的統計結果

3、鋰枝晶結構

 Nature：Cryo-STEM對鋰金屬電池中固-液界面和鋰枝晶成像

在高能量密度鋰金屬電池中，金屬鋰枝晶結構和固體電解質界面層形成的相關過程是決定電池安全性和性能的關鍵因素。但是，由于在以前的研究中缺少直接觀察界面的技術，這兩個發生在固體-液體界面上的過程究竟涉及什么內容一直存在爭議。

鑒于此，康奈爾大學的Lena F. Kourkoutis教授等人利用Cryo-TEM的低溫冷凍將電解液快速冷凍玻璃化，從而將玻璃化液體電解質和鋰金屬電池的固液界面結構保存在其自然狀態，進而利用Cryo-STEM實現這些界面的結構和化學映射（圖3）[2]。如圖4所示，鋰負極上共存有兩種枝晶類型，每一種都有不同的結構和組成，其中一種枝晶結構具有典型的擴展固體電解質界面層結構，而另一種出乎意料地由氫化鋰而非金屬鋰組成，這可能會不成比例地導致電池容量的損失。

圖3 Cryo-FIB對鋰枝晶的形貌表征

圖4 兩種鋰枝晶及其界面的結構和元素組成

4、鈣鈦礦原子結構

Joule：Cryo-EM揭示有機-無機鹵化物鈣鈦礦的分解機理和原子結構

盡管有機-無機鹵化物鈣鈦礦混合太陽能電池的研究進展迅速，但由于其電極材料對電子束輻照和環境暴露的極端敏感性，使用透射電子顯微鏡來研究其原子結構存在很大的局限性。

鑒于此，斯坦福大學的崔屹教授和Wah Chiu教授等人使用Cryo-EM在不同操作條件下對極其敏感的鈣鈦礦類物質甲基銨碘化鉛(MAPbI3)進行原子分辨率成像（圖5）[3]。研究結果表明，MAPbI3納米線的表面經過短時間的紫外線照射后，碘化鉛納米粒子會在其表面沉淀，在空氣中暴露10 s后，其表面會變得粗糙，而這些影響在傳統的X射線衍射中通常是無法檢測到的（圖6）。同時，作者根據研究結果進一步建立了臨界電子劑量的定義，并發現MAPbI3在1.49 ?的低溫條件下的臨界電子劑量為12 e/ ?2（圖7）。

圖5 Cryo-EM保存和穩定雜化鈣鈦礦結構并進行原子成像

圖6 MAPbI3在紫外光輻射下的結構演變

圖7 輻射損傷測量與量化

5、鈉離子電池

Nano Energy：形態/化學/性能三叉戟: 中空的介孔碳納米管用于無枝晶鈉金屬電池

金屬鈉負極在高能量密度電池中的潛在應用受到電解質和金屬鈉快速消耗的影響。鑒于此，香港科技大學的Jang-Kyo Kim教授和Baoling Huang教授等人利用靜電紡絲合成了一種中空介孔碳納米管（HpCNF）主體，該主體與鈉有較強的親和性。

原位TEM和Cryo-EM以及理論模擬表明，具有豐富缺陷和氮官能團的高親鈉性HpCNF能夠在富氟的彈性SEI層的幫助下致密均勻地鍍Na，具有極好的可逆性（圖8）。由于優化了整個結構中的Na沉積，Na@HpCNF負極在電流密度為3 mA cm-2和面容量為6 mAh cm-2的條件下循環1400次后，平均庫侖效率達到99.7%。對稱Na電池在電流密度為5 mA cm-2和面容量為5 mAh cm-2的條件下能穩定循環超過1000小時（圖9），將其與Na3V2(PO4)2F3正極配對成全電池在1C和4C分別循環500次和200次后，容量可以保持在115和93 mAh cm-2。

圖8 HpCNF上沉積Na的原位TEM和Cryo-EM表征

圖9 Na@HpCNF的電化學性能 

6、結語

至此，相信你已經了解到了Cryo-EM的強大功能。鑒于其準確和精密的特性，現如今科研人員越來越傾向于采用它來對電池材料的結構演變與原子成像進行研究，從而獲得深刻、豐富和正確的研究結果。不過一個現實的問題隨之而來：哪里能夠進行Cryo-EM測試呢？

不用擔心！為了滿足廣大用戶的需求，國際一流的科研團隊“測試狗”正式推出了針對電池領域的“冷凍電鏡”表征技術。無論你研究的是鋰離子電池、鈉離子電池，還是固態電池、鈣鈦礦太陽能電池等體系，請把材料交給我們，保證還你一份準確完美的Cryo-EM數據，為你發表高水平論文鋪平道路！

參考文獻

[1] Diyi Cheng, et al. Unveiling the Stable Nature of the Solid Electrolyte Interphase between Lithium Metal and LiPON via Cryogenic Electron Microscopy, Joule, 2020, 4, 1–17.

[2] Michael J. Zachman, et al. Cryo-STEM mapping of solid–liquid interfaces and

dendrites in lithium-metal batteries, Nature, 2018, 560, 345.

[3] Yanbin Li, et al. Unravelling Degradation Mechanisms and Atomic Structure of Organic-Inorganic Halide Perovskites by Cryo-EM, Joule, 2019, 3, 2854–2866.

[4] Nauman Mubarak, et al. Morphology, chemistry, performance trident: Insights from hollow, mesoporous carbon nanofibers for dendrite-free sodium metal batteries, Nano Energy, 2021, 86, 106132.

PS：推薦一個非常好用的科研小程序“測試GO”，專注【材料測試+模擬計算】科研服務，測試狗團隊開發，提供同步輻射、球差電鏡和常用材料表征，承接第一性原理計算、分子動力學、有限元計算等，有需要的朋友可以掃描下方二維碼了解詳情哦~


評論 / 文明上網理性發言
12條評論
全部評論 / 我的評論
最熱 /  最新
全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
點贊12
回復
全部
查看更多評論
相關文章

基礎理論丨一文了解XPS（概念、定性定量分析、分析方法、譜線結構）

2020-05-03

手把手教你用ChemDraw 畫化學結構式：基礎篇

2021-06-19

晶體結構可視化軟件 VESTA使用教程（下篇）

2021-01-22

【科研干貨】電化學表征：循環伏安法詳解（上）

2019-10-25

【科研干貨】電化學表征：循環伏安法詳解（下）

2019-10-25

XRD的基本原理與應用

2020-11-03

熱門文章/popular

基礎理論丨一文了解XPS（概念、定性定量分析、分析方法、譜線結構）

手把手教你用ChemDraw 畫化學結構式：基礎篇

晶體結構可視化軟件 VESTA使用教程（下篇）

電化學實驗基礎之電化學工作站篇 （二）三電極和兩電極體系的搭建 和測試

【科研干貨】電化學表征：循環伏安法詳解（上）

【科研干貨】電化學表征：循環伏安法詳解（下）

微信掃碼分享文章
久久超碰99,91一区二区三区四区,精品捆绑调教一区二区三区,日韩国产欧美三级
五月天久久777| 亚洲精品伊人| 欧美三级精品| 亚洲va在线| 鲁大师影院一区二区三区| 蜜臀av国产精品久久久久| 日韩va亚洲va欧美va久久| 国产精品欧美在线观看| 国产精品www994| 日韩在线观看一区| 噜噜噜久久亚洲精品国产品小说| 日韩av一二三| 成人亚洲一区| 久久高清国产| 久久99影视| 欧美成人精品| 欧美一区不卡| 神马久久午夜| 一区二区精品| 四虎国产精品免费观看| 亚洲一区日本| 精品一区二区三区免费看| 欧美搞黄网站| 91精品日本| 在线日韩中文| 国产精品亚洲欧美日韩一区在线| 久久蜜桃资源一区二区老牛| 日韩精品国产欧美| 99tv成人| 国产乱码精品一区二区三区四区| 亚洲一级黄色| 久久av免费| 视频在线观看91| 国产精品成人一区二区不卡| 伊人久久成人| 久久久久亚洲精品中文字幕| 欧美专区18| 中文字幕在线视频网站| 另类av一区二区| 国产精品亚洲一区二区三区在线观看| 日韩一区二区三区精品| 久久久亚洲一区| 免费一级欧美片在线观看网站 | 国产亚洲欧美日韩在线观看一区二区| 91精品xxx在线观看| 国产乱子精品一区二区在线观看 | 蜜桃av一区二区| 日韩国产欧美| 国产欧美日韩在线一区二区 | 在线综合欧美| 91综合网人人| 国产情侣一区在线| 丝袜诱惑制服诱惑色一区在线观看 | 欧美特黄一区| 欧美xxxx中国| 国产极品模特精品一二| 综合一区av| 婷婷成人综合| 精品99久久| 国产日产精品_国产精品毛片| 国产亚洲高清视频| 成人日韩在线| 国产福利片在线观看| 国产精品入口久久| 日本一区中文字幕| 中文亚洲欧美| 日韩三区免费| 成人国产精选| 麻豆中文一区二区| 欧美一区91| 亚洲精品在线国产| 久久电影一区| 亚洲制服少妇| 99国产精品久久久久久久成人热 | 日韩精品五月天| 三级在线观看一区二区| 欧美精品一区二区久久| 偷拍精品精品一区二区三区| 久久不见久久见免费视频7| 香蕉久久一区| 日韩中文字幕91| 亚洲一卡久久| 香蕉久久国产| 91久久中文| 一区二区国产在线| 视频在线观看91| 鲁大师成人一区二区三区 | 亚洲专区视频| 视频一区视频二区在线观看| 国产亚洲精品v| 欧美1区2区3区| 欧美精品一区二区久久| 99久久婷婷| 亚洲网站视频| 精品中文字幕一区二区三区av| 久久人人精品| 日韩毛片在线| 日韩一区二区三区免费播放| 色偷偷色偷偷色偷偷在线视频| 97国产精品| 日韩理论视频| 亚洲成av在线| 国精品一区二区| 亚洲专区一区| 日韩精选在线| 国产精品一国产精品k频道56| 国产高清精品二区| 国产精品一级| 精品精品国产三级a∨在线| 美女久久久久久| 国产精品99一区二区三| 视频小说一区二区| 99国产精品99久久久久久粉嫩| 免费日韩精品中文字幕视频在线| 免费在线观看精品| 视频一区国产视频| 青草国产精品| 免费在线观看一区| 日韩电影在线视频| 红桃视频国产一区| 亚洲免费成人av在线| 国产精品最新| 国产精品综合色区在线观看| 国产专区精品| 亚洲成人va| 蜜臀精品久久久久久蜜臀| 日韩激情网站| 麻豆国产一区| 久久国产免费| 99亚洲视频| 欧美亚洲综合视频| 成人午夜亚洲| 午夜国产欧美理论在线播放| 亚洲精品国产日韩| 精品精品久久| 激情婷婷久久| 青草综合视频| 国产精品不卡| 爽好久久久欧美精品| 国产激情久久| 偷拍欧美精品| 久久精品超碰| www成人在线视频| 亚洲精品动态| 中文字幕人成乱码在线观看| 国产精品美女久久久| 国产精品一页| 亚洲第一区色| 久久精品凹凸全集| 成人日韩在线| 亚洲日产国产精品| 日韩高清成人在线| 日本欧美在线| 久久精品免费看| 欧洲亚洲一区二区三区| 欧美日韩精品免费观看视频完整| 国产精品毛片久久久| 亚洲综合电影| 亚洲2区在线| 国产v综合v| 久久国产麻豆精品| 久久一区二区三区喷水| 青青草国产成人99久久| 激情偷拍久久| 精品视频97| 亚洲专区视频| 日韩精品一卡| 日本va欧美va瓶| 一区二区三区视频免费观看| 国产精品一区二区三区美女| 99成人在线| 欧美男人天堂| 久久精品超碰| 国产日韩专区| 国产高清不卡| 久久国内精品自在自线400部| 亚洲天堂黄色| 国产精品精品| 日本精品国产| 欧美亚洲激情| 久久av网址| 亚洲另类视频| 成人自拍av| 国产精品xxx| 亚洲久久一区| 亚洲激情中文在线| 欧美丰满日韩| 国产欧美日韩一级| 性欧美精品高清| 99精品视频在线| 精品久久国产一区| 国产美女久久| 午夜在线视频观看日韩17c| аⅴ资源天堂资源库在线| 欧美中文高清| 亚洲精选av| 老司机久久99久久精品播放免费| 色网在线免费观看| 精品久久久久中文字幕小说| 欧美日韩一区自拍|
+

你好，很高興為您服務！

發送