纳米微区锂离子固态电化学过程的原位透射电镜研究

发布时间：2022-07-12 16:39

　　原位透射电子显微镜（in-situ transmission electron microscopy,in-situ TEM）的方法和应用是当前电子显微学研究发展的一个重要方向。在继承常规TEM所具有的高分辨率成像能力与先进谱学方法的同时,通过对探测样品施加各种外场激励,如电场、磁场、温度、应力等,可原位实时观测材料在外场作用下的微观结构演化的动态过程,并获得材料结构与性质之间的直接关联。原位电学探针TEM是目前发展较为成熟的几种原位TEM技术方案之一,该技术通过把由压电陶瓷控制的电学扫描探针集成安装到改造过的TEM样品杆中,并借助TEM对电学探针的“导航”功能,来实现对样品在目标微区的电场加载和原位观测研究。近年来,原位电学探针TEM技术在纳米微区电化学反应与固态离子过程等研究方面取得了丰硕的成果,极大加深和丰富了人们对包括电化学锂化反应在内的多种电化学动力学过程与微观机理的认知与理解。本论文基于原位电学探针TEM实验技术,利用TEM腔室的高真空特殊环境,深入研究了几类特殊的基于固态锂离子迁移过程的电化学反应体系,包括氧化铜（CuO）纳米线的转化型电化学锂化反应、纳米尺寸效应调制的非... 

【文章页数】：108 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 原位TEM方法学
        1.2.1 原位加热TEM
        1.2.2 原位气体环境TEM
        1.2.3 原位液相环境TEM
        1.2.4 原位电学TEM
        1.2.5 原位纳米力学TEM
        1.2.6 原位光学或光电集成TEM
    1.3 原位TEM用于纳米电池中的离子迁移过程研究综述
        1.3.1 原位监测锂离子电池电极材料脱嵌锂过程中的结构和物相演变
        1.3.2 研究电化学锂化反应中的反应动力学问题
        1.3.3 研究锂离子电池脱嵌锂过程中的界面问题
        1.3.4 利用锂离子的嵌入反应来实现相变问题
    1.4 原位TEM研究材料成核生长动态过程
    1.5 原位TEM研究中需要注意的问题
        1.5.1 电子束效应的确认
        1.5.2 漂移校正
        1.5.3 样品温度的实时测量
        1.5.4 数据的获取及处理
    1.6 本论文的研究内容
第2章 CuO纳米线电化学锂化动力学过程的原位TEM研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
    2.3 CuO纳米线电化学锂化的物相变化
    2.4 CuO纳米线电化学锂化的反常动力学行为
    2.5 CuO纳米线动力学锂化机制分析
    2.6 本章小结
第3章 互不固溶Cu-Li体系的电化学固态非晶化
    3.1 引言
    3.2 Cu-Li纳米非晶的形成过程与原位表征
    3.3 Cu-Li合金非晶化反应中的动力学行为
    3.4 Cu-Li合金非晶化反应的纳米尺寸效应
    3.5 Cu-Li合金非晶化反应的机理分析与讨论
    3.6 电子束辐照导致的去合金化
    3.7 本章小结
第4章 二维碱金属纳米片的原位生成及其等离激元特性研究.
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 二维超薄Li纳米片的原位动态生成过程研究
    4.4 二维超薄Li纳米片生长机理的分析与探讨
    4.5 二维超薄Li纳米片的氧化过程研究
    4.6 二维超薄Na纳米片的原位动态生成过程研究
    4.7 二维Li米片的等离激元特性的阴极荧光光谱(CL)研究
    4.8 本章小结
第5章 总结
参考文献
个人简历及发表文章目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]In-situ TEM investigation of MoS2 upon alkali metal intercalation[J]. Qianming Huang,Lifen Wang,Zhi Xu,Wenlong Wang,Xuedong Bai.  Science China（Chemistry）. 2018(02)
[2]Significant effect of electron transfer between current collector and active material on high rate performance of Li4Ti5O12[J]. 潘慧霖,胡勇胜,李泓,陈立泉.  Chinese Physics B. 2011(11)



本文编号：3659477