基于纳米结构特异X射线成像解析硬碳负极的钠化过程
材料科学
2025-05-26 v2
摘要
硬碳材料作为钠离子电池的负极材料具有重要前景。然而，实时监测电解质在充放电过程中的钠化行为并理解其机理仍具挑战。本文报道了对硬碳电极钠化过程的原位2D扫描小-和宽角X射线散射（SWAXS）和 ex situ 3D SAXS断层扫描技术。通过电化学过程中的空间和时间分辨率监测结构变化，发现钠化通过微孔填充方式在钠化后期（即电压剧烈下降区）为主导机制，而嵌入过程持续进行。空间非均匀性在电极整体上被解析出来，表明随着钠化程度的提高，电极的非均匀性水平增加，呈现出不同程度的微孔填充区域。通过空间分辨解析，我们将铝箔与电极界面之间的沉积与更高程度的微孔填充相关联。该工作表明，SWAXS成像不仅通过空间分辨分析，还可作为一种方法来分离电池中不同组成部分的散射贡献，从而在原位环境下实现更精确的散射分析。
引用
@article{arxiv.2502.12139,
title = {Resolving the sodiation process in hard carbon anodes with nanostructure specific X-ray imaging},
author = {Martina Olsson and Antoine Klein and Nataliia Mozhzhukhina and Shizhao Xiong and Christian Appel and Mads Carlsen and Leonard Nielsen and Linnea Rensmo and Marianne Liebi and Aleksandar Matic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12139},
year = {2025}
}