Joule綜述：澤攸科技原位TEM樣品桿在二維儲能
日期：2018-08-15
5月18日，北京交通大學王熙教授（通訊作者）團隊的楊一君博士以及天津理工大學劉喜正（共同一作）副教授、中科院化學研究所姚建年院士、國際電鏡大牛Yoshio Bando、Dmitri Golberg等人在國際期刊上發表了"The Role of Geometric Sites in 2D Materials for Energy Storage"的綜述。文章詳細探討了二維納米材料中的幾何位點（點缺陷、線缺陷、面缺陷等）對其電子結構以及相應的對鋰/鈉離子等存儲和傳輸過程的影響。（DOI:10.1016/j.joule.2018.04.027）
為了弄清楚幾何位點在鋰/鈉離子電池中發揮的作用，研究者們應用了原位X射線衍射、原位X射線吸收、原位拉曼光譜、原位紅外光譜、原位核磁共振等等研究手段。但是，原位透射電鏡技術是一個能在原子尺度動態觀測鋰/鈉電池運作機理的研究手段。原位透射電鏡技術不僅能夠直接觀測結構和形貌的演變過程，并且在原子尺度實時觀測鋰/鈉離子擴散現象，還可以實時觀測充放電過程中的電化學反應。
文中報道的使用澤攸科技PicoFemto系列原位樣品桿在TEM中搭建的氮/磷摻雜石墨烯納米電池的原位研究，為文章的理論研究做出充分支持。
在這一研究中，氮/磷摻雜的石墨烯被固定在金電極上并且作為電池的陽極，金屬鋰被固定在鎢針尖處并作為電池的陰極，離子液體作為電池的電解質。
PicoFemto系列樣品桿不僅拍到了原位透射電鏡下氮/磷摻雜石墨烯面內結構嵌鋰前后的高分辨電鏡圖像，還清晰地原位觀測到納米電池脫鋰后的形貌變化。
這篇綜述更加確立了澤攸科技原位TEM解決方案在鋰電及其他相關研究中的優勢和地位。
圖：基于二維材料構筑的多級幾何結構在鋰/鈉存儲方面的應用。（a）PicoFemto原位透射電鏡樣品桿示意圖及氮摻雜石墨烯的納米電池；（b）原位透射電鏡下氮摻雜石墨烯面內結構嵌鋰前后的高分辨電鏡圖像；（c）磷摻雜石墨烯納米電池的示意圖以及通過原位透射電鏡實時觀測磷摻雜石墨烯在嵌鋰/脫鋰過程中層間距的變化；（d）通過原位透射電鏡實時觀測黑磷/石墨烯混合材料在嵌鋰過程中的形貌變化；（e）原位透射電鏡液體池的示意圖；（f）在液體池中通過LiPF6/EC/DEC電解液構筑MoS2納米電池，并實時觀測其形貌變化；（g）通過原位電鏡實時觀測到Ti電極上SEI膜的生成。
作者：小攸