#дайджест #лекции


❄️ Новая лекция близко!
На улице похолодало, так что завариваем себе горячий чай, заворачиваемся в теплый плед и отмечаем в календаре дату предстоящей лекции!

🤔 Кто же выступит в нашем ЦЗМ AFM Centre на следующей неделе?
PhD in Materials Science & Engineering, старший научный сотрудник Центра энергетических наук и технологий — Лучкин Сергей Юрьевич.

📌 Тема лекции: АСМ для исследования материалов литий-ионных аккумуляторов.

😬 На лекции будут рассмотрены in-situ измерения в жидком электролите и корреляционная микроскопия на сечениях электродов. Также поговорим о требованиях к методикам измерений материалов, чувствительных к влажной атмосфере, и методах пробоподготовки. Особое внимание будет уделено выбору зондов для экспериментов in-situ в жидком электролите, а также оптимизации параметров измерений при значительном изменении шероховатости поверхности в процессе.

☄️ С нетерпением ждём встречи в нашем ЦЗМ AFM Centre, а для онлайн-участников, как всегда, пришлём ссылку для подключения

🎞 Ссылка на онлайн-трансляцию будет доступна в за десять минут до начала лекции на нашем канале

🗓 26 октября 17:00
📍 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова 9, аудитория 2222, ЦЗМ AFM Centre

#статья


⛅️ ДОБРОЕ УТРО, ДРУЗЬЯ!⛅️

Наступила новая рабочая неделя, а у нас готов новый обзор на статью Лучкина Сергея Юрьевича! И поговорим мы сегодня о переходном компоненте твердого межфазного электролита в литий-ионном аккумуляторе

❕ Натуральный или синтетический графит используется практически во всех литий-ионных батареях (LIB) в качестве активного анодного материала. Из-за его низкой цены, высокой доступности, технологичности, низкой токсичности и хорошей цикличности альтернативу ему подобрать сложно. Для стабильной работы графитового анода в LIB необходимо создание на его поверхности пассивирующего слоя — промежуточной фазы твердого электролита (SEI).

SEI защищает электролит от непрерывного восстановления на поверхности графита, а графит — от непрерывной интеркаляции сольватированных ионов Li+ (Li(solv)) и последующего отслаивания графитовых слоев. SEI состоит из продуктов восстановления электролита, образующихся на поверхности графита во время начальных циклов зарядки-разрядки.

📎 SEI является одним из важнейших компонентов литий-ионного аккумулятора и во многом определяет его работоспособность и безопасность. Несмотря на то, что его активно исследуют уже почти три десятилетия, он всё ещё остается одним из наименее изученных компонентов аккумуляторов, особенно на ранней стадии его формирования. Процессу образования SEI сопутствует интерколяция различных соединений электролита в графит. Она приводит к его отслаиванию и предполагает несколько возможных механизмов, ни один из которых полностью не подтверждён.

📜 В рассматриваемой статье Лучкин С.Ю. с соавторами предоставили микроскопические доказательства образования переходного слоя внутри графита, вызванного соинтеркаляцией и восстановлением сольватированного Li. Тем самым подтверждается предложенный Безенхардом и его коллегами механизм, который предполагает также интерколяцию молекул растворителя электролита в графит с последующим восстановлением компонентов электролита и образованием защитного слоя SEI.

➡️ Для достижения результатов авторы статьи провели серию экспериментов по циклированию высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) в двух электролитах: пропиленкарбонате (ПК) и этиленкарбонате (ЭК) (в смеси с диметилкарбонатом — ДМК). После чего был проведён анализ его поверхности и приповерхностных слоев методами оптической, атомно-силовой микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Доступ к интеркалированным частицам осуществлялся отслоением верхних слоев ВОПГ скотчем.

➡️На рисунке 1 представлены данные исследования подповерхностных слоев методом атомно-силовой микроскопии (а именно методом зонда Кельвина, который мы рассматривали в одном из разборов методик). ПОЛУЧЕННЫЕ ДАННЫЕ ПОКАЗЫВАЮТ, что при достижении 1 В по сравнению с Li+/Li происходит формирование слоя толщиной 0,3 нм, что также отражается на пространственной неоднородности работы выхода. Уменьшение напряжения до 0,5 В по сравнению с Li+/Li приводит к уменьшению работы выхода и образование четких областей. Интеркаляция ионнов Li+ начинается при потенциале <0,3 В. Это означает, что гостевые островки, вероятно, являются промежуточными или конечными продуктами восстановленного интеркалированного сольватированного Li. При 0,01 В по сравнению с Li+/Li работа выхода падает ниже 3,0 эВ, и поверхность становится гофрированной на наноуровне. Области с более высокой работой выхода соответствуют топографии с рябью на поверхности. На этом этапе ожидается интеркаляция чистого Li+.

Представленные данные микроскопии однозначно доказывают соинтеркаляцию сольватированного Li внутри графита до образования SEI. Компоненты электролита интеркалируют внутри графита вблизи его поверхности при потенциале чуть выше 1 В относительно Li+/Li и задолго до образования SEI. Восстановление интеркалированных компонентов начинается при 0,75 В по сравнению с Li+/Li и приводит к отслаиванию и вздутию графита из-за газовыделения и повышения внутреннего давления.

📄 Восстановленные интеркалированные продукты состоят в основном из неорганических или сильно восстановленных органических частиц из-за более легкого переноса электронов от графита к интеркалированным частицам в приповерхностной области. Процесс интеркаляции сольватированного Li завершается образованием верхнего SEI, который уплотняет призматическую поверхность графита. Продукты внутреннего восстановления в основном неорганические, и они, предположительно, исчезают после окисления, что и говорит о его преходящем характере.

Полный текст статьи 🔼

#дайджест #лекции


Напоминаем, что мы ждём вас сегодня на лекции в нашем ЦЗМ AFM Centre 🥰

📌 Тема лекции: АСМ для исследования материалов литий-ионных аккумуляторов
🗣Спикер: Лучкин Сергей Юрьевич — PhD in Materials Science & Engineering, старший научный сотрудник Центра энергетических наук и технологий

⚙️ Поговорим про in-situ измерения и требования к ним, оптимальный выбор зондов и оптимизацию параметров работы

Приходите к нам в Центр или подключайтесь онлайн, ссылку пришлём сегодня в 16:50

🗓 26 октября 17:00
📍 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова 9, аудитория 2222, ЦЗМ AFM Centre

🔥До встречи на лекции🔥

#дайджест #лекции


📌 Тема лекции: АСМ для исследования материалов литий-ионных аккумуляторов
💬 Наш лектор: Лучкин Сергей Юрьевич


Ссылка на онлайн-трансляцию:
https://youtube.com/live/nXLfzO4bvcY

❤️ Подключайтесь скорее!

Дорогие друзья✨

На сайте Группы Компаний "НТ-МДТ" ведутся технические работы и готовятся новые разделы, из-за чего возникли проблемы с открытием страницы😔

Не теряйте нас, мы временно находимся по адресу: https://ntmdt-russia.ru/
Верим, что в ближайшее время все восстановится🙏🏻

Тем временем наша команда желает вам продуктивной рабочей недели и хорошего настроения ❤️

#методики

🔓Открываем новые горизонты измерений в новом разборе методик!
Сегодня мы расскажем вам об ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

❓Электростатическая Силовая Микроскопия (ЭСМ) — эффективное средство для исследования электрических свойств поверхности образца путем обнаружения электростатической силы между поверхностью и острием зонда.

🗣 ЭСМ позволяет отображать распределения электрического поля и зарядов по поверхности образца с субмикронным разрешением. Для исключения влияния рельефа поверхности на результаты исследования используется двухпроходная методика.

Принцип работы двухпроходной электростатической силовой микроскопии:
➡️ на первом проходе происходит измерение рельефа поверхности образца по полуконтактному методу (рисунок 1 а);
➡️ на втором проходе зонд отводится от поверхности образца на расстояние dZ и с помощью пьезодрайвера раскачивается на собственной резонансной частоте. Далее подается постоянное напряжение смещения U0 между зондом и образцом, и осуществляется повторное сканирование. При этом сканировании зонд движется над поверхностью образца по траектории, повторяющей рельеф, измеренный при первом проходе. Наличие электростатических сил на поверхности образца приводит к изменению амплитуды и фазы колебаний сигнала вертикального отклонения (рисунок 1 б).

Таким образом, полученные изображения амплитуды и фазы ЭСМ содержат информацию об электрических свойствах, включая поверхностный потенциал и/или распределение заряда на поверхности образца.

💪 В ЭСМ для отображения электрических свойств поверхности образца соответствующей силой взаимодействия является электростатическая сила между смещенным кантилевером и образцом. Однако помимо электростатической силы между иглой и исследуемой поверхностью действуют краткосрочные силы Ван-дер-Ваальса. Поэтому для получения четкой карты распределения электростатических сил необходимо правильно выбирать расстояние dZ. Так, при слишком малом расстоянии возможно влияние поверхности, а при большом — уменьшения сигнала электростатических сил.