台湾大学刘如熹Angew | 衍射技术实现固态电解质锂离子动力学的原位纳米尺度追踪！

本文聚焦于全固态锂电池中固态电解质的锂离子动力学研究。背景方面，锂离子扩散主要在液态电池正极材料中得到研究，而在固态电解质中鲜有探索。研究目的旨在通过衍射技术追踪复合正极中固态电解质的锂离子动力学行为。结论表明，原位同步辐射X射线衍射揭示了Li₂InCl₆固态电解质在首充循环中的锂化/脱锂过程，发现某些布拉格晶面发生衍射角偏移，指示了锂离子优先迁移路径。三相演化揭示了静电排斥力与界面阻抗对锂离子扩散动力学的竞争效应。X射线纳米衍射以纳米尺度绘制了单个颗粒内不均匀的锂离子分布，发现高结晶度区域促进锂离子传导，而应变最负区域对锂离子嵌入敏感性较低。研究表明，导致不可逆锂离子扩散的主要原因是高的瞬时充电速率而非总体充电深度。该工作确立了衍射作为研究全固态锂电池中复杂锂离子动力学的有力工具，为优化电池设计提供了微观见解。