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DENSsolutions原位熱電桿研究LiCoO2正極材料熱穩定性
LiCoO2具有典型的層狀結構，其工作電壓高，充放電電壓平穩，比能量高，循環性能好，且由于LiCoO2具有生產工藝簡單和電化學性能穩定等優勢，所以實現商品化的正極材料。
LiCoO2雖然理論比能量很高，但對于商用的基于LCO的電池，僅利用了其理論容量的一半，另一方面，這也表明增加其實際能量密度具有巨大潛力。另外，對于鋰離子電池在大型系統（尤其是具有高能量密度的系統）上的應用而言，熱穩定始終是至關重要的問題。熱分解的氧氣會與易燃的電解質發生反應，并導致熱逃逸。另外，環境條件本身與熱穩定性直接相關。據報道，氧化和還原氣體環境之間只有達到5×10-4 atm的差異才能使氧氣釋放溫度提高200℃。對于高壓循環，由于正極的副反應會引入高還原環境，從而降低氧空位的形成能和遷移勢壘，驅動晶格氧釋放并在正極表面產生缺陷。這將使高壓LCO正極對熱不穩定性更敏感，但是降解機理尚不清楚。
近日，來自武漢理工大學的吳勁松、孫叢立等人在ACS Nano上發表了題為“High Voltage Cycling Induced Thermal Vulnerability in LiCoO2 Cathode: Cation Loss and Oxygen Release Driven by Oxygen Vacancy Migration”的文章。該團隊在聚焦離子束（FIB）加工樣品的基礎上，利用透射電子顯微鏡與DENSsolutions原位雙傾加熱加電樣品系統結合，通過穩定控制體系溫度，揭示了高壓LiCoO2中由氧空位遷移引發的新機制。由高壓循環引發的氧缺陷輔助Co離子遷移和還原到體相LCO晶格表面，使得失配的氧不穩定終導致氧氣釋放。由于動力學控制的陽離子遷移過程（不斷損失的表面陽離子緩慢的由表面到體相傳播），這種氧釋放機制被稱為表面降解機制。
作者原位加熱實驗過程均在DENSsolutions原位雙傾加熱/加電樣品系統內完成，穩定的加熱控制，極低的漂移率保證了400℃下HAADF-STEM圖像的獲取和EELS譜圖的表征。
另外，作者通過FIB技術將獲得的樣品直接轉移到DENSsolutions原位加熱芯片上，加熱芯片高達850μm2的觀察窗口面積以及通過金屬加熱絲進行加熱的方式，使得客戶進行FIB操作變得更簡單便捷，搭配DENSsolutions的MEMS芯片FIB樣品臺和標準操作流程，輕松制取各種樣品，大大節省實驗準備時間。
1、*的52°&33°設計，方便用戶進行較小角度傾轉即可原位提取微米薄片至芯片上繼續減薄；
2、DENSsolutionsMEMS芯片設計，使得芯片FIB制樣過程無需二次打開FIB樣品腔，大大節省制樣時間；
3、用戶可將微米厚度的薄片原位轉移到芯片上繼續減薄至納米厚度，大大提高制樣成功率，同時在芯片上實現精細加工，樣品上下表面都可清洗干凈，減少FIB制樣過程中引入的Pt污染。
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