牛津大学Nat. Commun.: 通过操作拉曼显微光谱表征锂离子电解质

自 1990 年代初期锂离子电池 (LIB) 的商业开发以来，它们已被用于当今社会所依赖的许多应用中。近年来，对锂金属电池 (LMB) 等“超越锂离子”技术的研究也大受欢迎，随着政府致力于实现碳中和，对二次电池技术的需求大幅增加。电池性能高度依赖于其电解质的传输和热力学特性，了解这些特性对电池持续发展至关重要。

牛津大学Mauro Pasta教授等人提出了一种综合表征电解质系统的方法。通过操作拉曼显微光谱测量电解质浓度梯度随时间的推移，结合恒电位电化学阻抗谱 (PEIS)，在单个实验装置内量化菲克“表观”扩散系数 (D_app)、转移数 (t₀⁺)、热力学因子(χ_M)、离子电导率(κ)和电荷转移电阻 (R_ct)。

使用四甘醇二甲醚 (G4) 中的双（氟磺酰基）亚胺锂 (LiFSI) 作为模型系统，研究提供了电解质浓度梯度的可视化；一种确定关键电解质特性的方法，以及一种将大量分子间电解质结构与所描述的传输和热力学特性相关联的必要技术。

作者希望这项工作将为电解质表征提供一种替代方法，并提供一种工具以促进对电解质的传输和热力学特性如何影响锂离子电池性能和 Li⁺电沉积形态的共同理解。

图1. 数据分析及计算

图2. LiFSI浓度对传输和热力学特性的影响

Characterising lithium-ion electrolytes via operando Raman microspectroscopy. Nature Communications. 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24297-0

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牛津大学Nat. Commun.: 通过操作拉曼显微光谱表征锂离子电解质

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