大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學到所有關于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 如何解決鋰電池的安全問題，是科學家盡可能深入和全面了解鋰電池爆炸原因的前提。
    
     隨著便攜式電子設備和電動汽車的飛速發展，除了追求鋰電池的大容量和更快的充放電速度外，如何保證鋰電池的安全性也越來越受到人們的關注。偶爾發生的事情，是不允許讓人緊張的。
    
     如何解決鋰電池的安全問題，是科學家盡可能深入、全面了解鋰電池爆炸原因的前提。o增長，導致電池內部短路，導致電池失效或起火。但是如何從原子結構層面理解和研究，進而找到解決問題的方法，在過去缺乏有效的技術手段。
    
     本月剛剛榮獲2017年諾貝爾化學獎的低溫-EM技術為這一研究提供了強有力的技術支持。批原子鋰枝晶的圖像由低溫-電子顯微鏡(cryo-EM)捕獲。研究結果發表在國際學術期刊科學10月27日。
    
     上述圖像表明，每個鋰金屬枝晶都是長條狀、形狀完美的六面體晶體，以前在電子顯微鏡下只觀察到不規則的晶體，崔毅說，研究結果非常令人興奮，但也為相關研究開辟了新局面。耳廓。
    
     低溫電子顯微鏡，顧名思義，是利用透射電子顯微鏡（TEM）對顯微鏡技術樣品進行低溫冷凍固定的應用。T是指獲得生物大分子的結構。
    
     因為圖像是理解機制的關鍵，所以科學的突破通常基于肉眼對目標成功地獲得其視覺圖像。然而，低溫電子顯微鏡的出現允許研究人員凍結生物分子并以前所未有的方式觀察和分析它們的運動。這些特征對理解生物化學和藥理學的發展具有決定性的影響。因此，諾貝爾將被列入今年的低溫電子顯微鏡。
    
     左圖：在室溫下的TEM圖像中，鋰枝晶被暴露在空氣中腐蝕，電子束熔化其中的許多空穴；
    
     對于鋰等材料也是如此，因為用投影電子顯微鏡無法在枝晶原子水平上觀察結果。與生物材料類似，當在室溫下使用TEM時，枝晶的邊緣被電子束沖擊器卷曲甚至熔化。參與這項研究的斯坦福大學博士生李彥斌說，TEM樣品是在空氣中制備的，但是鋰金屬會在空氣中迅速腐蝕。每當我們試圖用高倍電子顯微鏡觀察鋰時，電子就會在枝晶上鉆洞，甚至完全熔化它。
    
     參與這項研究的斯坦福大學博士生李彥斌說，這就像在陽光下把放大鏡照在樹葉上。但是如果你能夠冷卻樹葉，問題就解決了：如果你把光聚焦在樹葉上，熱量也會消失，樹葉也不會被破壞。我們可以用冷凍電子顯微鏡來做，當成像電池材料時，差別是非常明顯的。
    
     因此，冷凍電子顯微鏡不僅將生物化學帶入了一個新時代，而且使科學家們在原子水平上看到鋰枝晶的完整結構。晶體納米線在特定的方向上生長，其中一些晶體會結成結，但其晶體結構仍然完好。
    
     另一位在斯坦福大學攻讀博士學位的李宇章說，還可以看到固體電解質邊界掩模（SEI），并且還揭示了在不同電解質中形成的不同SEI納米結構。因此，控制電池的生產和穩定性對電池的有效利用十分重要。
    
     利用低溫電子顯微鏡，科學家們可以觀察電子如何從樹枝狀物中的原子射出，從而揭示單個原子（左）的位置。科學家甚至可以測量原子之間的距離（右上），原子之間的距離僅僅表明它們是鋰原子（右下）。
    
     SLAC的新聞稿顯示，在顯微鏡下，研究人員使用不同的技術觀察電子從枝晶原子中噴射的方式，揭示了晶體及其固體電解質涂層中單個原子的位置。證明了電池的性能，固體電解質涂層的原子結構將變得更加有序，這將有助于解釋添加劑為什么發揮作用。
    
     我們非常興奮，這是我們次能夠獲得這樣一個詳細的樹枝狀圖像。這也是我們次看到固體電解質邊界層的納米結構。李彥宏說，該工具可以幫助我們理解不同的電解質如何工作，以及為什么一些電解質比其他電解質工作得更好。
    
     通過這些實驗觀測到的相關數據，可以進一步了解電池失效的機理。雖然本工作以鋰金屬為例來證明低溫電磁法的實用性，但是該方法也可以推廣到其他涉及光敏材料的研究，如硅材料。研究小組還表示，他們計劃更多地關注固體電解質邊界層的化學性質和結構。
    
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