С наступлением Нового года всё обновляется! Используя Пико Фемто ®Результаты исследований, опубликованные на основе образцовых стержней для in situ‑анализа, постоянно обновляются; редакция будет и впредь публиковать примеры применения продуктов компании Zeyou Technology. Преподаватели также могут перейти на главную страницу официального аккаунта и нажать «Архив статей», чтобы ознакомиться с соответствующими научными достижениями, полученными с использованием продукции Zeyou Technology. Кроме того, мы внимательно отслеживаем последние тенденции в области in situ‑исследований на просвечивающих электронных микроскопах и готовы предоставить вам ещё больше актуальной информации. Здесь — свежие новости из мира электронной микроскопии, уникальные экспериментальные протоколы и высококлассные научные результаты — всё это ждёт вас!

Анодные материалы на основе олова для литий‑ионных аккумуляторов обладают высокой удельной ёмкостью и хорошей безопасностью, поэтому в будущем они с большой вероятностью могут заменить графит в качестве анодного материала для коммерческих литий‑ионных аккумуляторов. В последнее время, Пико Фемто ® содействовал профессорам Дэн Хуну, Сюн Шуньхуэю и Линь Чжану из Южно‑китайского технологического университета в достижении очередного прорыва в исследовании анодных материалов для ионно‑литиевых аккумуляторов на основе Sn@C; соответствующие результаты были опубликованы в международном журнале «Nano Letters» (IF = 12,08) под названием «Переработка гальванических шламов в ультратонкие наностержни Sn@C с чрезвычайно стабильными характеристиками хранения лития».

Рис. 1. Детали эксперимента и соответствующие пояснения

Рис. 2. Схема образцового стержня для in situ‑электрических измерений PicoFemto (совместим с электронными микроскопами JEOL и FEI)

Рис. 3. (a) Схема сухих ячеек на основе Sn@C, использованная для in situ‑исследования в ТЭМ. (b–f) Видеоснимки в режиме временной последовательности, полученные при помощи ТЭМ в ходе полного процесса литиации–делитиации при приложённом напряжении ±3 В между электродами из вольфрама и золота. (По материалам оригинала)

Исследователи использовали бациллу субтилис для восстановления металлического олова (Sn) из электролитических шламов; мелкие частицы олова могут быть встроены в пористые углеродные стержни, легированные азотом и фосфором. Было установлено, что такие углеродные стержни, на которых диспергированы частицы олова (Sn@C), при применении в качестве анодного материала литий‑ионных аккумуляторов демонстрируют превосходные характеристики хранения лития (обратимая емкость — 560 мАч/г при токе 1 А/г; после примерно 1500 циклов снижение емкости практически отсутствует). Они использовали… Пико Фемто ®Временно‑ин‑ситу электрический образцовый стержень (держатель TEM‑STM) позволил в режиме реального времени изучить структурную стабильность анодного материала Sn@C в процессах литиевания и де‑литиевания; было обнаружено, что во время этих процессов внутренние наночастицы олова периодически расширяются и сжимаются. Исследования в режиме ин‑ситу при помощи просвечивающего электронного микроскопа показали, что углеродная матрица эффективно смягчает механические напряжения, возникающие вследствие объёмных изменений анодного материала при литиевании и де‑литиевании, благодаря чему внутренние наночастицы олова сохраняют целостность, обеспечивая циклическую стабильность и высокие кинетические характеристики анода Sn@C. По мнению исследователей, ключевыми факторами, определяющими хорошую циклическую стабильность и превосходные кинетические свойства анода Sn@C, являются: 1) наноразмерные частицы олова; 2) равномерное распределение наночастиц олова в углеродной матрице; 3) углеродный слой, легированный азотом и фосфором. В данной работе с использованием металлического олова, извлекаемого из бактериальных регенерационных осадков, был искусно получен анодный материал на основе олова для литий‑ионных аккумуляторов с высокой стабильностью; мы полагаем, что эта новая концепция в будущем может быть распространена на следующее поколение литий‑ионных аккумуляторов, использующих переходные металлы и оксиды металлов в качестве анодных материалов.

Ссылка на оригинальную статью: https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.8b04944

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04944