通过扫描3D X射线衍射显微镜跟踪固态电池电极微观结构的演化
材料科学
2024-10-15 v1 应用物理
摘要
Ni颗粒 coarsening 是固态电池中主要的降解机制，限制了这些设备的寿命。在本研究中，我们展示了利用空间分辨率达100 nm的扫描3D X射线衍射（S3DXRD）来监控固态电池经加热处理的3D体积内的微观结构演化。与传统断层扫描技术不同，S3DXRD将晶体学信息与空间图结合，使能够精确识别晶界并确定Ni微观结构中局部曲率变化。我们的研究表明，Ni相在退火过程中发生显著的结构变化，由晶粒生长驱动。这种转化由局部曲率的减少所特征，尤其是在晶粒消失的区域。我们观察到消失的晶粒是尺寸分布中最小的晶粒，常位于孔附近。结果表明，最显著的局部曲率减少发生在Ni-孔界面处。对Ni/YSZ系统中多晶体微观结构演化的定量表征为理解SOC设备中Ni颗粒coarsening的机制提供了新的见解，可能有助于制定提高SOC设备长期稳定性的策略。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.10671,
title = {Tracking solid oxide cell electrode microstructural evolution during annealing by scanning 3D X-ray diffraction microscopy},
author = {A. Shukla and S. De Angelis and J. Wright and Y. Zhang and J. Oddershede and H. F. Poulsen and J. W. Andreasen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10671},
year = {2024}
}