但研发金属锂电池极具有挑战,虽然历时多年,以金属锂为负极的高能量密度可充放电池仍未实现商业化,其中最主要原因是在循环过程中的不可控锂枝晶(一种树状晶体,其针状突起称为晶须)生长,当锂枝晶生长到一定程度时可穿透固态电解质,使电池短路失效;此外,如果锂枝晶发生缠绕或断裂,就会形成“死锂”,造成电池容量严重衰减,因此锂枝晶的生长是阻碍金属锂电池应用的最大障碍。
诸多研究致力于探索如何抑制锂枝晶的产生,但是以往研究主要停留在宏观尺度,锂枝晶生长的微观机理、力学性能、刺穿固态电解质的机制及抑制其生长的科学依据都不清楚。
今天,燕山大学黄建宇教授、沈同德教授和唐永福副教授等联合美国佐治亚理工学院朱廷教授和宾夕法尼亚大学张宿林教授,在Nature Nanotechnology发表题为“Lithium whiskers growth and stress generation in an in situ atomic force microscope-environmental transmission electron microscope setup”的研究论文,实时、直观地记录了锂枝晶生长的微观机制,精准测定了其力学性能和力—电耦合特性,并提出固态电池中抑制锂枝晶生长的可行性方案。张利强博士和杨婷婷博士研究生为论文的共同第一作者。
图1: AFM-ETEM纳米电化学测试平台。可实现原位观测纳米固态电池中锂枝晶生长机制及其力学性能和力-电耦合精准定量测量。
研究者们将原子力显微镜(AFM)和环境透射电子显微镜(ETEM)相结合,实现原位纳米尺度锂枝晶生长及其力学性能、力-电耦合精准测定。发现锂枝晶生长过程中可产生的应力高达130 MPa, 通过原位压缩实验发现锂枝晶屈服强度高达244 MPa,这一数值远高于宏观金属锂的屈服强度(~1 MPa)。
该论文的创新之处在于:
发明了一种基于原子力显微镜—环境透射电镜(AFM-ETEM)原位电化学测试平台。AFM一方面作为生长锂枝晶的电极,另一方面对锂枝晶生长过程中产生一个约束力,还可同时实时监测生长应力大小。该平台可广泛应用于研究钠、钾、镁、钙等电池体系中枝晶生长的力学以及力-电耦合问题。
建立起了一种有效的研究锂枝晶的动态原位实验表征新技术,确定了电化学驱动和非电化学驱动下微纳尺度锂枝晶的力学性能,提出了一种基于固态电解质的结构缺陷、力学性能与锂枝晶力学性能适配关系实现抑制锂枝晶生长的可行性方案。
巧妙利用ETEM技术,通过在ETEM中通入CO2,在Li金属表面原位生长出纳米尺度的Li2CO3固态电解质(SEI)保护层。正是这一层超薄的Li2CO3 SEI保护层显著地提高了超活泼锂金属在透射电镜中的稳定性,防止其受到电子束损伤,从而实现了在室温条件下亚微米级锂枝晶生长过程的原位成像、力学性能以及力-电耦合测量。
该研究颠覆了研究者对锂枝晶力学性能的传统认知,为抑制全固态电池中锂枝晶生长提供了新的定量基准。为设计具有高容量长寿命的金属锂固态电池提供了科学依据。该研究成果将助力固态电池在电动汽车、大型储能和便携电子器件等领域应用研发。该工作得到国家基金委和科技部的大力支持。
京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。
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据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。
今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。
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9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。
据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。
特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。
据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。
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据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。
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2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。
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