眾所周知，雖然鋰離子電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但是鋰資源的XI缺性迫使人們不得不去探索替代品。這其中，鈉離子電池被認(rèn)為是有希望的替代品。然而，Na+的大半徑(1.02 ?)容易引起電極材料的體積膨脹、碎裂和鈉離子在負(fù)極材料中的不可逆輸運(yùn)，導(dǎo)致電極材料的破壞，循環(huán)穩(wěn)定性差，速率性能不理想。因此，探索合適的負(fù)極材料以加速鈉離子電池的商業(yè)應(yīng)用勢(shì)在必行。

   近日，華中科技大學(xué)高義華團(tuán)隊(duì)通過(guò)原位透射電鏡研究了氧化銻納米帶的形貌、結(jié)構(gòu)演化、電化學(xué)反應(yīng)和力學(xué)性能。研究中，Sb2O3納米帶展現(xiàn)了超快固化速率，并經(jīng)歷了嵌層反應(yīng)生成NaxSb2O3、轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成Sb和合金化反應(yīng)生成NaSb三個(gè)階段的固化反應(yīng)。這些研究為通過(guò)合理設(shè)計(jì)提高鈉離子電池電化學(xué)性能和力學(xué)性能提供了理論依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Investigations on the Electrochemical and Mechanical Properties of Sb2O3 Nanobelts by In Situ Transmission Electron Microscopy”為題發(fā)表在國(guó)際期刊Small Methods上。博士生鄭一帆為文章的D一作者，高義華教授與張智副教授為共同通訊作者。 

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smtd.202101416.

圖1 原位實(shí)驗(yàn)方法

    該實(shí)驗(yàn)利用澤攸科技的PicoFemto?原位TEM-STM電學(xué)測(cè)量系統(tǒng)在透射電鏡內(nèi)搭建了鈉離子電池原位測(cè)試平臺(tái)，不僅原位測(cè)試了電池的電化學(xué)性能，還利用樣品桿自帶的三維機(jī)械手探索了Sb2O3納米帶的機(jī)械性能。

圖2 原位觀測(cè)電池充放電過(guò)程

圖3 納化過(guò)程中的高分辨結(jié)構(gòu)表征

圖4 納化機(jī)理示意圖

圖5 原位機(jī)械性能表征

圖6 實(shí)驗(yàn)中使用的原位樣品桿