文献类型：期刊文章

作　　者：李亚东[1,2] 邓玉峰[1] 潘智毅[1,2] 魏印平[1,2] 赵世玺[1] 干林[1,2]

LI Ya-Dong DENG Yu-Feng ZHAO Shi-Xi PAN Zhi-Yi WEI Yin-Ping GAN Lin(Department of Energy and Environment, Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, Shenzhen 518055, Guangdong Province, P. R. China Eleetron Microscopy Laboratory, Materials and Devices Testing Center, Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, Shenzhen 518055, Guangdong Province, P. R. China)

机构地区：[1]清华大学深圳研究生院,能源与环境学部,广东深圳518055 [2]清华大学深圳研究生院,材料与器件检测中心,电子显微镜实验室,广东深圳518055

出　　处：《物理化学学报》

基　　金：广东省自然科学基金杰出青年项目(2016A030306035);深圳市基础研究项目(JCYJ20160531194754308)资助~~

年　　份：2017

卷　　号：33

期　　号：11

起止页码：2293-2300

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2014、CAS、CSCD、CSCD2017_2018、EBSCO、IC、JST、PUBMED、RCCSE、SCI-EXPANDED(收录号：WOS:000409322900026)、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：研究锂离子电池电极材料中的化学结构、尤其是Li元素的分布和过渡金属元素的价态分布对理解锂离子电池的电池性能具有重要的意义。尽管电子能量损失谱(EELS)具有对轻元素敏感的特点,但利用EELS观察锂离子电池正极材料中Li这一周期表中最轻的固体元素一直是个挑战。这不仅是由于EELS谱中锂K边与过渡金属M边存在部分重叠,还由于锂离子电池材料的尺寸普遍较大使得EELS分析中复散射的影响变大,影响了Li定量分析的准确性。本文以LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO)正极材料为例,利用扫描透射电子显微镜(STEM)下的双电子能量损失谱仪(Dual EELS)谱学成像技术,获取了LNMO中较为精确的Li、Mn及Ni分布图,并进一步获得了Mn/Ni的价态分布图。结合STEM原子序数衬度像表明,LNMO表面1–2nm深度范围内具有富Mn/Ni而缺Li的特征,且表面Mn(+2)相对于体相Mn(+4)的价态偏低。由于低价态的Mn^(2+)在电解液中的溶解是造成电池容量衰减的重要原因,我们的结果表明在LNMO材料合成中消除材料表面富集的低价态Mn^(2+)可能是将来减小其容量衰减的可行途径。

关 键 词：锂离子电池  锂元素分布  价态分布  电子能量损失谱 谱学成像  

分 类 号：TM912]