低温银涂层原子探针技术解析钠离子电池层状氧化物阴极的原子尺度组分异质性

为解决钠离子电池(SIBs)层状氧化物阴极在高电压下容量衰减严重、多相共存导致晶格失配等问题，研究人员创新性地采用聚焦离子束(FIB)低温银涂层技术制备原子探针断层扫描(APT)样品，首次实现了空气敏感材料的组分三维解析。该研究为高密度低成本阴极材料的性能优化提供了原子尺度新见解。

　　

层状氧化物阴极凭借可控合成、可调变性和高能量密度等特点，在钠离子电池(SIBs)领域引发广泛研究热潮。然而这类材料面临严峻挑战：结构演变导致的容量保持率不佳，且电压升高时衰减加剧。化学异质性和浓度梯度会诱发多相共存，引发晶格失配和应变累积。要实现高性能低成本阴极材料的实际应用，必须从原子尺度解析多组分阴极的成分演变机制。

原子探针断层扫描技术(APT)以其纳米级三维成分解析能力，成为揭示材料性能限制因素的利器。但传统APT的强电场会驱使碱金属发生原位脱嵌，造成分析偏差。这项突破性研究首次报道：在聚焦离子束(FIB)低温环境中对样品进行银(Ag)涂层处理，成功实现了空气敏感钠离子层状氧化物阴极材料的精准成分表征。低温金属涂层工艺有效抑制了碱金属迁移，为理解电池材料的失效机制提供了革命性的分析手段。