青材讲坛第1期：原位X射线反射研究硅电极锂化过程

报告标题

原位X射线反射研究硅电极锂化过程

报告摘要

X射线反射(XRR)是一种对表面和界面敏感的技术，在研究薄膜材料中有重要应用。由于硬X射线可以穿透>3mm厚的电解液，所以XRR技术可以实现不用仪器直接接触样品的非破坏性测量。在电化学反应中，通过XRR可以原位测量电池内部的电极和电极表面的固体电解质界面膜(Solid electrolyte interphase, SEI)。报告的第一部分简单介绍XRR的原理及XRR在一些文献中的应用；第二部分将介绍用XRR技术研究锂电池硅电极的反应机理。

硅(Si)作为锂离子电池的一种新型负极材料，容量是石墨电极的十倍以上。为了更好地理解硅电极的锂化机理，和硅电极表面 SEI膜的性质，我们设计组装了能够用于同步辐射XRR原位测试的硅电极电池，测试了100-Si单晶硅片的第一个锂化周期。硅片锂化时，在表面会生成硅化锂(LixSi)和SEI膜，测量XRR并进行数据拟合能够得到LixSi和SEI膜的厚度、电子密度和粗糙度。通过分析硅化锂和SEI膜在锂化过程中的演化，我们提出了硅电极的结构变化模型 ，并得出在我们的实验条件下(恒流，25μA/cm2)，晶体硅的锂化是受到反应速率限制的逐层反应过程。

这项工作提出了硅电极锂化的详细机理模型，实现了对SEI膜的非破坏性原位测量；并证实了用XRR技术进行电池电极材料原位研究的可行性。

报告嘉宾

曹春田，斯坦福材料科学与工程博士在读。在斯坦福大学直线加速中心用同步辐射X射线反射和表面X射线散射技术研究锂电池电极材料和固体电解质界面膜。愿与各科研爱好者合作交流。

报告时间

2018年1月25日10：00—10：40

回放视频

https://m.qlchat.com/topic/details?topicId=2000000713244758

如订阅了材料人微信公众号，可以点击自定义菜单中的咨询一栏，弹出的子菜单中点击视频内容，即可进入材料人视频中心看到课程。

参与方式

请加请加客服微信（微信号：cailiaokefu，或扫以下二维码）进入入青材讲坛微信群，群内公布参与网址。前100位用户免费参加，之后如想参加，请联系客服微信（微信号：cailiaokefu）支付20元，获得观看地址。

关于“青材讲坛”

青材讲坛是材料人学术委员会组织的线上学术交流活动，主题为材料、化学、工程相关学术、技术研讨。每期邀请一位嘉宾介绍自己的工作，并提供讨论环节。