隨著便攜式電子設(shè)備和新能源汽車的蓬勃發(fā)展，各行業(yè)對(duì)鋰離子電池的需求日益增長(zhǎng)。為了滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，大量研究關(guān)注于開發(fā)新型電池材料，并深入研究不同材料的充放電機(jī)制。拉曼光譜作為一種非破壞性、高靈敏度的材料表征技術(shù)，在電池材料研發(fā)和生產(chǎn)中發(fā)揮著越發(fā)重要的作用。

圖 鑒知技術(shù)RS2000LAB拉曼光譜儀用于碳材料性能表征

拉曼光譜：揭示電池材料的微觀結(jié)構(gòu)

拉曼光譜能夠探測(cè)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和局部化學(xué)環(huán)境，因此可以用來分析各種電池材料。尤其是以碳材料為主的電池負(fù)極材料，拉曼光譜因其對(duì)C-C鍵等非極性共價(jià)鍵的表征能力，已經(jīng)成為負(fù)極材料表征的好選擇。通過分析拉曼光譜中的特征峰，研究人員可以獲得以下信息：

· 材料類型：拉曼光譜可以區(qū)分不同的碳材料，例如石墨、石墨烯、碳納米管和金剛石等，可用于研究新型負(fù)極材料的微觀組成。

· 結(jié)構(gòu)信息：拉曼光譜中D峰和G峰強(qiáng)度可以提供有關(guān)材料結(jié)構(gòu)的信息，例如石墨烯層數(shù)、缺陷和無序程度，以及碳納米管的直徑等。這些信息對(duì)于理解材料的電化學(xué)性能至關(guān)重要。

· 化學(xué)狀態(tài)：拉曼光譜可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)材料在充放電過程中的化學(xué)狀態(tài)變化，例如鋰離子的嵌入和脫出。這對(duì)于研究電池的充放電機(jī)制和性能衰退意義重大。

拉曼光譜在鋰離子電池負(fù)極材料分析中的典型應(yīng)用

1. 石墨和石墨烯

石墨是鋰離子電池中常用的負(fù)極材料之一。拉曼光譜可以用來分析石墨的結(jié)構(gòu)和缺陷，從而評(píng)估其電化學(xué)性能。石墨烯作為一種新型碳材料，具有高比表面積和優(yōu)異的電化學(xué)性能，被認(rèn)為是下一代鋰離子電池負(fù)極材料的理想選擇。拉曼光譜可以用來分析石墨烯的層數(shù)、缺陷和雜化方式等關(guān)鍵參數(shù)。

2. 硅和錫

硅和錫具有較高理論比容量，但它們?cè)诔浞烹娺^程中會(huì)發(fā)生體積變化，導(dǎo)致電池性能衰退。拉曼光譜可以用來監(jiān)測(cè)硅和錫電極的體積變化和結(jié)構(gòu)變化，從而研究其失效機(jī)制。

3. 碳材料復(fù)合材料

為了提高硅、錫等負(fù)極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，各種碳材料復(fù)合材料的研究一直是學(xué)術(shù)熱點(diǎn)領(lǐng)域。拉曼光譜可以用來分析復(fù)合材料中碳材料的結(jié)構(gòu)和缺陷，從而評(píng)估其電化學(xué)性能。

圖 鑒知技術(shù)RS2000LAB拉曼光譜儀

拉曼光譜儀：助力鋰離子電池研發(fā)和生產(chǎn)

隨著拉曼光譜技術(shù)的不斷發(fā)展，拉曼光譜儀器已廣泛應(yīng)用于鋰離子電池的科研和生產(chǎn)中。鑒知技術(shù)RS2000LAB系列拉曼光譜儀可快速無損地對(duì)電池負(fù)極材料進(jìn)行定性定量分析，具有高靈敏度、高信噪比、光譜范圍寬等優(yōu)異性能。RS2000LAB 可選配置532nm, 785nm或1064nm等不同激發(fā)波長(zhǎng)，配備多種測(cè)試附件和樣品支架，既可與常規(guī)光學(xué)顯微鏡聯(lián)用進(jìn)行微區(qū)樣本分析，也可移動(dòng)光學(xué)探頭進(jìn)行靈活的常量樣品分析以及在線過程分析，能夠充分滿足電池材料研究的多樣檢測(cè)需求。

總結(jié)

拉曼光譜作為一種非破壞性、高靈敏度的材料表征技術(shù)，在鋰離子電池研發(fā)和生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。它可以用來分析各類電池材料，揭示其微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)狀態(tài)，助力新型電池材料研發(fā)迭代。作為拉曼光譜儀器的主要生產(chǎn)商，鑒知技術(shù)期待與更多電池行業(yè)專家合作，共推電池技術(shù)發(fā)展前沿！