顯微鏡下的鋰離子在石墨烯中的遷移表現(xiàn)

德國斯圖加特馬普固態(tài)研究所和烏爾姆大學(xué)的科學(xué)家使用超顯微鏡（SALVE），觀察到以原子分辨率顯示的鋰離子在電化學(xué)充放電過程中的表現(xiàn)，證明了在單個納米電池中雙層石墨烯發(fā)生的可逆鋰離子吸收。研究成果發(fā)表在新一期的《自然》雜志上。

斯圖加特馬普固態(tài)研究所物理學(xué)家于爾根·斯邁特介紹說，研究顯示“純碳化合物適合用于鋰基電化學(xué)存儲系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，鋰暫時儲存在碳主體中”。

這一項目由巴符州基金會資助，目的是研究鋰在二維碳化合物（如原子水平的石墨烯）中的儲存和擴散。為此，斯邁特和他的博士生開發(fā)了一種由雙層石墨烯組成的“微型電池”。石墨烯屬于二維材料，由單個碳原子層組成。在只有0.3納米薄的細長電化學(xué)微電池的一端，研究人員在頂部施加了溶解有鋰鹽的電解質(zhì)液滴。為使電解質(zhì)不干擾電子顯微照片，實驗必須精確定位和機械穩(wěn)定，他們采用了一種技巧，即添加了在紫外線下固化的聚合物，使液滴成為凝膠狀固體留在原處。