庇護研究推出新的電化學 Cypher和MFP - 3D原子力顯微鏡的應變顯微成像技術

Published on March 18, 2011 at 2:59 AM

庇護研究 ,在掃描探針和原子力顯微鏡(SPM / AFM)技術的領導者,已經宣布了新的電化學株顯微鏡(ESM)的徽™和MFP - 3D™原子力顯微鏡成像技術。

Si/LiPON/LiCoO2薄膜電池結構的無定形矽陽極(左)的地形圖像顯示的晶界的存在,以及廣泛的表面粗糙度。通過測量每個像素(100 × 100像素的圖像面積超過 1微米)的電化學應變的磁滯回線的ESM(右)獲得。該地區的磁滯回線的鋰離子流動性的措施,並繪製 2D地圖(深藍色對應閉環,紅色,打開循環)。沿鋒利的晶界的流動性的增強型鋰離子可以清楚地看到,以及瀰漫的晶界和晶粒內的局部熱點。 ESM這種材料的有效分辨率為〜10納米,在這些材料中提供高分辨率的鋰離子動力。 (N. Balke,等。納米 Lett。10,3420(2010)轉載。

ESM是由橡樹嶺國家實驗室(ORNL)和庇護研究開發,創新的掃描探針顯微鏡(SPM)技術,能夠探測固體分10納米級的電化學反應和離子流。 ESM是第一項技術措施,離子電流直接提供新的工具,映射在納米尺度的電化學現象。探針的電化學過程和固體中的離子運輸的能力,是一個從電池到燃料電池的發電和存儲應用的廣泛是無價的。 ESM有潛力,以幫助這些進步與兩個以上其他常規技術的重大改進:(一)的決議探測納米尺度卷及(b)去耦離子與電子電流(C)成像能力的固有能力擴展到廣泛的光譜技術,讓人聯想到傳統的電化學工具。龔如心Balke的橡樹嶺國家實驗室將展示在2011年6月8-10日在德國美因茨,掃描探針顯微鏡能源應用(http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/)國際研討會,最近的結果。

羅傑 Proksch,庇護研究主席,“儲能和轉換將大大便利的學習能力,電池和燃料電池在幾個納米的水平。 ESM的功能成像提供了一個億次,比傳統的基於電流電化學技術的卷數以百萬計的電化學現象。這項新技術打開了了解能源的技術和離子設備上的單個顆粒和缺陷水平的途徑,從而縮小了宏觀的功能和原子論機制。這反過來會導致電池具有極高的能量密度和長壽命和燃料電池具有非常高的能量密度和效率提高能源存儲解決方案 - 。“

“傳統上,掃描探針顯微技術允許電子電流測量和短期和長期的力量,補充說:”謝爾蓋加里寧,在橡樹嶺國家實驗室和聯合發明者在納米材料科學中心的高級研究人員(與龔如心Balke和斯蒂芬傑西)無害環境管理。 “ESM的擴展了這個能力來衡量離子流,並已被證明各種鋰離子電池陰極,陽極和電解質材料,以及氧氣電解質和電子離子混合導體。濃度摩爾體積無處不在在電化學系統耦合表明,這種技術其實是固態離子成像技術的普遍 - 從電池和固態 memristive電子。

斯蒂芬傑西說:“也許更重要的是,使用帶激勵和DART引擎允許現實的電化學材料粗糙表面進行測量,使ESM的真實的材料和設備非常有用。”

Last Update: 6. October 2011 12:57

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