面向电池电极与材料的工况研究方法与探针

随着锂离子电池及新兴替代电池对我们电气化未来的重要性日益凸显，预测能够提供高性能、长寿命、高能量密度且安全的新可持续材料、电解质和完整电池至关重要。理解界面、材料微观结构、电解质性质以及影响或限制长期性能的因素，是开发新电池化学体系、电池构型与替代材料的关键。导致这些变化的电化学过程由于其亚稳态和寿命（可短至纳秒乃至亚纳秒时间尺度）而难以探测。因此，开发并改进高分辨率、非破坏性方法以捕捉这些过程颇具挑战，需要最先进的技术。近期的进展令人鼓舞，光学光谱、同步辐射技术以及能量特定的原子探针层析与显微方法，仅是实时揭示电池单体真实内部行为的部分手段。在本综述中，我们概述了近年来开发的许多最有前景的非破坏性方法，用于在电极和完整电池的工况条件下评估电池材料特性、界面、过程与反应。