角分辨 X 射线光电子能谱在锂金属电池固态电解质界面非破坏性深度分析中的应用

《Nature Communications》：Determining depth-resolved spatial distribution of solid–electrolyte interphase using non-destructive angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy for lithium-metal batteries

　　

摘要

固态电解质界面是锂金属电池性能的重要调节因素，而锂金属电池被视为未来能源存储的重要技术。通过非破坏性分析来理解这一关键界面对于提升锂金属电池的性能和寿命至关重要。我们介绍了角分辨X射线光电子能谱（angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy）作为一种用于锂金属电池中固态电解质界面深度分析的非破坏性技术。重要的是，与传统基于溅射的深度分析方法相比，该技术能够在保持固态电解质界面完整性的方面展现出显著优势。我们的研究结果加深了对锂电极沉积前和锂沉积后固态电解质界面成分差异的理解。此外，我们发现不同类型电解质中固态电解质界面物种的厚度和分布存在显著差异，这些差异极大地影响了固态电解质界面的保护性能，进而影响了锂金属电池的整体性能。本研究证明了角分辨X射线光电子能谱在以非破坏性方式揭示固态电解质界面详细深度化学成分方面的应用价值。