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在纳米硫锂化原位成像研究中取得重要进展。研究利用原位透射电子显微镜（In-situ TEM）系统揭示了高能电子束对硫正极锂化动力学的显著影响，首次观测到在电子束诱导下硫纳米颗粒发生的“爆炸式”锂化现象。在25 °C常温下，电子束产生的局部热效应促使Li2O分解产生活性锂，诱发硫纳米颗粒在数秒内发生高达8300%的巨量体积膨胀，反应速率达19312 nm² s⁻¹。通过引入原位冷冻电镜（Cryo-TEM）技术，发现在-150 °C极低温环境下该反应被完全抑制，结合分子动力学模拟证实热效应而非粒子碰撞是主导因素。研究捕捉到硫从晶态到非晶态Li2S的快速相变及定向空腔形成。该发现为原位TEM表征建立关键“基准线”，有助于区分电池材料本征电化学反应与电子束损伤，并为理解锂硫电池在高能条件下的热失控机制提供纳米尺度实验支撑。