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庇护研究推出新的电化学Cypher和MFP - 3D原子力显微镜的应变显微成像技术

Published on March 18, 2011 at 2:59 AM

庇护研究 ,在扫描探针和原子力显微镜(SPM / AFM)技术的领导者,已经宣布了新的电化学株显微镜(ESM)的徽™和MFP - 3D™原子力显微镜成像技术。

Si/LiPON/LiCoO2薄膜电池结构的无定形硅阳极(左)的地形图像显示的晶界的存在,以及广泛的表面粗糙度。通过测量每个像素(100 × 100像素的图像面积超过1微米)的电化学应变的磁滞回线的ESM(右)获得。该地区的磁滞回线的锂离子流动性的措施,并绘制2D地图(深蓝色对应闭环,红色,打开循环)。沿锋利的晶界的流动性的增强型锂离子可以清楚地看到,以及弥漫的晶界和晶粒内的局部热点。 ESM这种材料的有效分辨率为〜10纳米,在这些材料中提供高分辨率的锂离子动力。 (N. Balke,等。纳米Lett。10,3420(2010)转载。

ESM是由橡树岭国家实验室(ORNL)和庇护研究开发,创新的扫描探针显微镜(SPM)技术,能够探测固体分10纳米级的电化学反应和离子流。 ESM是第一项技术措施,离子电流直接提供新的工具,映射在纳米尺度的电化学现象。探针的电化学过程和固体中的离子运输的能力,是一个从电池到燃料电池的发电和存储应用的广泛是无价的。 ESM有潜力,以帮助这些进步与两个以上其他常规技术的重大改进:(一)决议探测纳米尺度卷(二)去耦离子与电子电流(C)成像能力的固有能力扩展到广泛的光谱技术,让人联想到传统的电化学工具。龚如心Balke的橡树岭国家实验室将展示在2011年6月8-10日在德国美因茨,扫描探针显微镜能源应用(http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/)国际研讨会,最近的结果。

罗杰Proksch,庇护研究主席,“储能和转换将大大便利的学习能力,电池和燃料电池在几个纳米的水平。 ESM的功能成像提供了一个亿次,比传统的基于电流电化学技术的卷数以百万计的电化学现象。这项新技术打开了了解能源的技术和离子设备上的单个颗粒和缺陷水平的途径,从而缩小了宏观的功能和原子论机制。这反过来会导致电池具有极高的能量密度和长寿命和燃料电池具有非常高的能量密度和效率提高能源存储解决方案 - 。“

“传统上,扫描探针显微技术允许电子电流测量和短期和长期的力量,补充说:”谢尔盖加里宁,在橡树岭国家实验室和联合发明者在纳米材料科学中心的高级研究人员(与龚如心Balke和斯蒂芬杰西)无害环境管理。 “ESM的扩展了这个能力来衡量离子流,并已被证明各种锂离子电池阴极,阳极和电解质材料,以及氧气电解质和电子离子混合导体。浓度摩尔体积无处不在在电化学系统耦合表明,这种技术其实是固态离子成像技术的普遍 - 从电池和固态memristive电子。

斯蒂芬杰西说:“也许更重要的是,使用带激励和DART引擎允许现实的电化学材料粗糙表面进行测量,使ESM的真实的材料和设备非常有用。”

Last Update: 6. October 2011 12:57

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