AS | 合工大宋晓辉团队在纳米硫锂化原位成像研究中取得重要进展

合肥工业大学宋晓辉副教授团队利用原位透射电子显微镜，系统研究了高能电子束对硫正极锂化动力学的影响。背景：锂硫电池中硫正极的锂化行为是理解其反应机制的关键，但原位表征中电子束的干扰尚不明确。研究目的：揭示电子束辐照对硫纳米颗粒锂化过程的真实作用，区分本征电化学反应与束流损伤。结论：研究首次观测到电子束诱导的“爆炸式”锂化现象，硫颗粒在常温下34秒内体积膨胀高达8300%，反应速率达19312 nm2 s-1，与传统电化学循环中的80%膨胀率形成鲜明对比。通过冷冻电镜和分子动力学模拟，证实热效应是触发该异常行为的主导因素。研究还捕捉到硫向非晶态Li2S的快速相变及定向空腔形成。这一工作为原位TEM表征建立了关键基准线，对准确区分电池材料本征反应与电子束损伤具有重要方法论意义，并为理解锂硫电池热失控机制提供了纳米尺度的实验支撑。