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本期帶來的是一篇PicoFemto原位樣品桿在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用案例。對于鋰離子電池來說，充放電效率和能量效率主要由電極材料中鋰離子的傳輸機(jī)制和相變路徑?jīng)Q定的。因此，原位并且在原子尺度上了解鋰離子的嵌入和抽出對于理解鋰電池的工作機(jī)制以及失效機(jī)制非常重要。本文利用高分辨TEM結(jié)合掃描探針式原位樣品臺，原位觀測了SnS2的充放電過程。研究表明，鋰離子電池的充電過程是一個快速發(fā)生的兩相反應(yīng)。在通電后，SnS2與Li離子快速形成LiSnS2.然而，在放電過程中，會產(chǎn)生Li0.5SnS2的中間相結(jié)構(gòu)。這種中間相結(jié)構(gòu)以1-4 nm不等的尺寸分布在電池中。這種不對稱的反應(yīng)路徑的發(fā)現(xiàn)對于層狀電極材料充放電過程的理解有著重要意義，還有助于理解電極材料中的電壓遲滯現(xiàn)象的本質(zhì)。相關(guān)研究成果由北京大學(xué)、量子物質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新中心、成都電子科大、物理所、美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室、武漢大學(xué)以及內(nèi)布拉斯加-林肯大學(xué)共同完成，并發(fā)表在Nano Letters上。

澤攸科技的PicoFemto系列原位樣品桿在該研究中作為電池模型的載體，穩(wěn)定而精確完成了測樣區(qū)域選擇以及施加電場等任務(wù)。

      SnS2薄片被固定在銅電極上并安置于原位樣品桿的一端。金屬鋰（表面鈍化處理）包覆著樣品桿的W探針，與SnS2接觸并形成回路。給樣品施加電壓后可以很清晰地看到相變邊界。

      Li的注入過程非常迅速，直接形成了LiSnS2結(jié)構(gòu)。但是Li的抽出過程確會伴隨著Li0.5SnS2中間相的產(chǎn)生和消失。這種中間相結(jié)構(gòu)往往以1-4 nm的核結(jié)構(gòu)存在。

衍射普進(jìn)一步確認(rèn)中間相的存在

理論計(jì)算對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持