Dado que las propiedades químicas de la interfaz de la fuente de energía electroquímica con el electrodo / electrolito está estrechamente relacionada con, que implican la transferencia de carga, transporte de iones, transformación y similares, para generar la comprensión etapa de fase, en profundidad de los procesos de dispositivos de interfaz de nanoescala importante para el diseño y optimización de materiales sin embargo, el entorno operativo del sistema de energía es muy complejo, que incluye un entorno libre de oxígeno anhidro, los sistemas orgánicos / iónicos de electrolito líquido, interfaz de múltiples fases, la reacción multi-electrón, etc. por lo tanto, el desarrollo de apuntado in situ complejo de alta resolución sistema de imagen interfaz electroquímica el método, a fin de lograr el seguimiento en tiempo real de la reacción electroquímica y análisis in situ, es uno de los retos y dificultades del análisis químico de la electricidad.
Instituto de Laboratorio de Química de Molecular Nanostructure y grupo de investigación Nanotecnología Instituto Wen Rui dedicada a la investigación en serie electroquímica situ batería de litio interfaz de proceso y avances. En trabajos anteriores, que hacen uso de in situ en atmósfera de argón microscopio de fuerza atómica (AFM), el líquido iónico 'BMP' + 'FSI'- representado, la captura en las baterías de iones de litio nanoescala altamente orientadas grafito pirolítico (HOPG) superficie de la película interfaz de electrolito sólido (SEI) de la nucleación inicial , serie de paso a crecimiento y la evolución de la formación de la película, y propiedades de interfaz describe líquidos iónicos película SEI y la correlación con el rendimiento de la batería. relacionados publicados en los Materiales y las interfaces de ACS Biosystems.
Además, los investigadores llevaron a cabo una serie de estudios con alta densidad teórica de energía (2600 Wh / kg) de la batería de litio de azufre interfacial electroquímica de reacción. AFM y caracterización electroquímica utilizando análisis espectral para lograr una reducción en el proceso de carga-descarga de producto de azufre de litio sulfuro de litio y sulfuro de litio in situ a través de la evolución morfología interfaz de monitorización y proceso de crecimiento / disolución (Fig. 1), y sulfuro de litio propusieron agregación irreversible durante el ciclo de reacción interfacial del electrodo es pasivado y causa la degradación del rendimiento de la batería una razón estudios de imagen situ muestran que al control de corriente constante, la densidad de corriente afecta al tamaño y el tipo de morfología interfaz sedimento, intuitivo revelar la estructura - relacionado-asociación rendimiento, publicado en Angewandte Chemie International Edition ..
Recientemente, los investigadores exploraron adicionalmente AFM electroquímica a baterías de litio-azufre de alta temperatura en la interfaz de electrolito de base comportamiento LiFSI y mecanismo de respuesta (Fig. 2). Encontrado que a altas temperaturas de 60 ° C, la interfaz cátodo / electrolito en el desempeño se formará in situ durante la capa de interfaz funcional hecha de película LiF de nanopartículas, el tamaño y por adsorción física y efecto de captura química de polisulfuros de litio de cadena larga en el electrolito. este proceso es ventajoso en efectos supresión de la lanzadera de polisulfuro y reacciones secundarias, y para mejorar la reversibilidad de la interfaz de reacción electroquímica. este estudio se analizaron por la caracterización in situ y el mecanismo proporciona una interfaz directa es un comportamiento electroquímico de alta temperatura en la nanoescala interpretado también como diseño de la batería de litio de electrolito contenido en azufre y el rendimiento de Ascension proporciona orientación e ideas. Se publican resultados relevantes en Angewandte Chemie International Edition.
La investigación ha recibido el apoyo del Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y la Academia de Ciencias de China.
