高压电极中结构相变的原位实空间成像
材料科学
2023-12-21 v1
摘要
不连续固 - 固相变在决定可充电电池电极性能方面起着关键作用。通过利用原位布拉格相干衍射成像（BCDI），我们研究了全运行电池中 LixNi0.5Mn1.5O4 的不连续相变。在整个锂嵌入过程中，我们直接观察到了在 500 nm 颗粒内，富锂相在初始充电的贫锂相中的成核和生长。在微弹性模型的支持下，原位成像揭示了一个由位错动力学驱动的从弯曲共格界面到平面半共格界面的演变过程。我们假设这些位错表现出滑移运动，促进了界面迁移而无需主体离子扩散，从而使颗粒在相变后无缺陷。我们的数据表明，即使在高达 C/2 的放电速率下，影响相变动力学的动力学限制也可忽略不计。这项研究强调了 BCDI 提供纳米尺度相变原位见解的能力，为电化学材料的设计和优化提供了有价值的指导。
引用
@article{arxiv.2312.12765,
title = {Operando real-space imaging of a structural phase transformation in a high-voltage electrode},
author = {Yifei Sun and Sunny Hy and Nelson Hua and James Wingert and Ross Harder and Ying Shirley Meng and Oleg Shpyrko and Andrej Singer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12765},
year = {2023}
}