利用增强拉曼光谱技术探究电化学活性材料上硼酸盐玻璃涂层的化学与结构完整性

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Tip-Enhanced Raman Spectroscopy to Illuminate the Chemical and Structural Integrity of Borate Glass Coatings on Electrochemically Active Material

本研究采用尖端增强拉曼光谱（TERS）分析硼酸盐涂层，发现其结构混乱且掺杂40%-60%的碱金属离子，导致硼氧环分解形成多硼酸盐单元，从而提升电化学性能并抑制活性材料退化。

　　

在电化学活性材料表面涂覆一层薄的保护层是一种非常有价值的策略，可以提升材料的性能，并防止其在电化学循环过程中发生结构退化。在这方面，已经测试了碳以及各种无机材料（包括基于硼酸盐的涂层）。我们利用先进的尖端增强拉曼光谱（TERS）技术研究了这种基于硼酸盐的涂层的化学性质，该技术能够揭示纳米尺度上的结构和化学异质性。我们发现，合成的硼酸盐层具有高度的无序性，并且掺杂了从活性材料中渗出的可移动碱金属离子。这些掺杂阳离子破坏了玻璃态硼酸盐中的硼氧醇结构，导致了诸如焦硼酸盐和二硼酸盐等结构多晶型的形成。TERS分析表明，该薄层中掺杂物的含量占硼氧化物部分的摩尔质量的40%到60%之间。