提高电池性能，雷尼绍拉曼助力同行

英国雷尼绍公司(Renishaw)展位

在我们的生活中，能源存储装置无处不在。比如常用的手机、笔记本电脑、照相机、以及政府大力扶持的电动汽车等等。

虽然目前，能源存储装置的性能已有大幅度提高，但显然还不能满足人们的更高要求。要提高能源存储装置的能量密度、功率密度、充放电速度，使用寿命、循环稳定性，必须从电极、电解质材料，及两者界面入手。

作为表征材料化学结构和组成的强大手段，拉曼光谱能够提供许多有关能源存储装置有用信息，对深入理解储能机制，进一步设计与优化材料有重要的指导意义。

拉曼光谱能提供哪些信息？

1. 鉴定锂离子电池、超级电容器、锂-氧电池等涉及的材料组分，如碳材料、金属氧化物、多聚物、电解质

2. 研究电极表面或横截面上物质分布，获得定量化数据，如分数估计、颗粒统计数据等指标

3. 与电化学反应池、手套箱联用，实现充放电过程中拉曼原位测试

4. 与AFM联用，同时获得拉曼成像和形貌特征

我们来摆事实讲”道理”吧。

一：负极不同材料的分布

图1为采用雷尼绍inVia StreamLine ^TM快速成像技术获得的电池负极较大面积上各种材料的分布，由此可确定各种成分的相对含量和统计参数，如平均颗粒尺寸、分布均匀性。

图1 负极材料成像

二：联用技术表征锂离子电池正极材料

拉曼光谱仪与AFM联用技术原位同时获得电极材料的化学性能与形貌特征（粗糙度、颗粒结构等）。

图2为一个使用了3年、经历了1200个充放电循环、只有25%的额定容量，且充电到30%时LiCoO2正极材料的AFM及拉曼成像结果。AFM给出形貌特征，拉曼成像（以579 cm-1和674 cm-1两峰强度比为参数成像）给出劣化程度。二者结合说明颗粒较大处，劣化明显。

图2 旧电池的AFM图像和拉曼成像

雷尼绍inVia是研究级显微拉曼光谱系统，高灵敏度、高分辨率、高自动化、各种快速成像方法等小编不再赘述。雷尼绍可根据客户需求，提供定制的解决方案。

电化学反应池

联用技术

（上图为美国马里兰州的美国陆军研究实验室（ARL）Becker博士，正在使用Renishaw inVia共焦拉曼显微镜和Bruker Dimension Icon原子力显微镜（AFM）联用仪器，研究电池充放电过程中材料的原位变化）

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