透射電子顯微鏡（TEM）在鋰電池材料分析中的應(yīng)用技術(shù)

TEM在鋰電池材料研究中的重要性

透射電子顯微鏡（TEM）作為材料科學(xué)領(lǐng)域的一種強大分析工具，具有原子級別的空間分辨率，使研究人員能夠深入探討材料的微觀結(jié)構(gòu)。在鋰電池材料的研究中，TEM技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，幫助科研人員細(xì)致觀察鋰離子電池材料內(nèi)部的原子排列、晶格缺陷和結(jié)構(gòu)扭曲等微觀特征，從而揭示材料性能的內(nèi)在機制。

鋰電池材料的TEM分析方法

1.TEM成像模式

TEM的成像模式主要包括明場像和暗場像，主要用于觀察樣品的形貌特征。高分辨透射電子顯微術(shù)（HRTEM）能夠提供原子尺度的清晰圖像，而選區(qū)電子衍射（SAED）則用于分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)和相信息。

三元材料TEM表征效果（a）TEM明場照片 （b）選區(qū)電子衍射圖像及高分辨照片

2.掃描透射電子顯微鏡（STEM）模式

STEM模式通過匯聚的電子束掃描樣品，并利用環(huán)形探測器接收散射電子進(jìn)行成像。高角環(huán)形暗場像（HAADF）和環(huán)形明場像（ABF）是STEM模式中常用的成像技術(shù)，尤其對鋰和氧等輕元素的直接成像至關(guān)重要。

LiFePO4正極材料在不同脫鋰量下的原子尺度結(jié)構(gòu) (a)原始LiFePO4的ABF圖像（b）完全脫鋰態(tài)下LiFePO4的ABF圖像（c）半脫鋰態(tài)下LiFePO4的ABF圖像

3.X射線能譜（EDS）分析

EDS通過分析樣品發(fā)出的特征X射線來確定樣品中元素的種類和含量。在STEM模式下，EDS可以提供元素分布的詳細(xì)圖像，幫助研究人員了解材料的組成。