研究概述
锂离子电池是目前应用最广泛的电化学储能设备。
然而，最常用的石墨负极在低温充电或高倍率充电时面临严重的锂沉积问题，导致电池容量衰减，甚至引发安全问题。
因此，直观、定量检测锂沉积对于分析电池性能至关重要。
基于此，2024年10月31日，清华大学杨洋助理研究员在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Visualized Detection of Lithium Plating on Graphite Anodes Cycled Under Low Temperature and Fast Charging》的研究论文。
在此，研究人员提出了一种方便、快速响应、可视化和半定量的技术，APP开发资讯即荧光探针，用于直观和定量检测石墨负极上的锂沉积。
在研究中，作者引入了一种商业化的聚集诱导发射（AIE）分子（4′-羟基查尔酮）作为探针。
4′-羟基查尔酮的羟基可以快速灵敏地与锂沉积反应，在数秒内瞬间发出强烈的黄色荧光；而4′-羟基查尔酮在直接接触石墨时会发生荧光猝灭。
基于此，不仅可以在低温或高倍率充电后简单清晰地观察和检测石墨负极上不均匀分布的锂沉积，而且可以很好地建立荧光强度与锂沉积量之间的半定量关系。
因此，该工作提出了一种实用的石墨负极锂沉积分析方案，为各种场景下锂离子电池的失效分析提供了一种实用的方法。
图文解读
图1：4′-羟基查尔酮荧光反应确认锂沉积
图2：低温循环后锂沉积的荧光成像
图3：不同低温倍率下锂沉积的荧光检测
文献信息
Visualized Detection of Lithium Plating on Graphite Anodes Cycled Under Low Temperature and Fast Charging, Advanced Functional Materials, 2024.
发布于：广东省