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Nano-FTIR 應用案例9-鋰電池材料結構分析

更新時間：2019/4/10點擊次數：1395次

納米傅里葉變換紅外光譜研究鋰電池充放電過程中的相位分布情況

磷酸鐵鋰是商業鋰電池中一種常用的正極材料。雖然磷酸鐵與鋰離子相互作用經過一級相變最終變成純的磷酸鐵鋰是已知的，但是充放電過程中的磷酸鐵鋰去鋰離子的具體工作機制還是存在爭議的。

I. T.Lucas 等人利用 Neaspec 公司的納米傅里葉變換紅外光譜技術 ( nano-FTIR ) 對磷酸鐵鋰在鋰電池的充放電過程中的相位分布進行了具體的研究。根據對不同充放電階段的正極材料紅外吸收光譜的研究，實驗結果直接證明，充放電的中間過程部分脫鋰的正極材料同時存在磷酸鐵鋰與磷酸鐵兩種相位。通過建立三維層析成像的模型建立與分析，由磷酸鐵組成的外殼包圍由磷酸鐵鋰組成的核心的“外殼 - 核心結構”模型最適合解釋該實驗所得結果。分析表明在脫鋰的過程中，核心部分的磷酸鐵鋰慢慢的變小直至最終消失。

作者預見利用類似的實驗方法可以對更微小的納米結構材料進行電化學相變的研究。該實驗表明散射型近場光學技術對電化學材料與界面性質的表征具有遠大前景。

參考文獻：

I. T. Lucas ; et. al. IR Near-Field Spectroscopy and Imaging of Single LixFePO4 Microcrystals. Nano Letters 2015, 15 , 1-7.

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