微纳米断层扫描仪CT在对锟工艺中电极微观结构演变的研究

近期，伦敦大学学院Xuekun Lu、Paul R. Shearing团队以“Microstructural Evolution of Battery Electrodes During Calendering”为题，在Joule上发表有关对锟工艺中电极微观结构演变的最新研究进展。相关论文信息如下所示：

文章详细解读请参见清新电源推文：

Joule：真正的实用化技术--对锟工艺中的电极微观结构演变

这项工作用到的核心科研利器为：微纳米断层扫描仪(CT)。科研工作者借助CT高精度、无损探伤以及微米级的强大测量功能，对锂离子电池正极进行原位对锟实验。通过实验发现，由宽尺寸分布的大颗粒构成的电极经历了不均匀的微观结构自动排列。在高倍率下，性能主要受制于固态扩散缓慢的动力学。随着锂化不均匀程度的增加，对锟会使固态扩散动力学变差，导致活性材料利用率变低。相比之下，由小颗粒组成的电极结构更稳定，变形更均匀，曲折度更低，显示出更高的额定容量，对对锟致密化不太敏感。最后，该工作研究了电池性能对孔隙率和电极厚度的依赖性，为电极制造和微结构优化提供了新见解。

（1）使用微纳米断层扫描仪CT来监测LiNixMnyCozO2 (NMC)电极在对辊过程中的微观结构演变历程，该电极分别由大尺寸和小尺寸颗粒组成。

（2）在双扫描叠加技术的帮助下，在纳米尺度上解析碳粘结剂和活性材料/电解质界面，量化了关键材料指标，如孔隙率、弯曲度、孔径分布和固体/电解质界面面积。

（3）高保真的完全微结构分辨的电池模型，被用来研究在对辊步骤中所得到的电化学性能和3D微结构之间的联系。

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