Small Methods：同步輻射X射線吸收譜、衍射、以及微區成像技術在鋰二次電池中的應用

近年來，伴隨著人類社會在工業生產以及日常生活方面對於能源需求的不斷增加，對於清潔可再生能源的開發顯得尤為重要。為了解決可再生能源實際應用中的間歇性障礙，新型儲能技術成為了解決這一問題的關鍵之一。其中，電化學儲能技術得益於其高效，輕便等優勢，逐漸發展為儲能技術的主流研究方向。以鋰離子電池為代表的鋰二次電池工業在近幾十年內得到快速的發展，在各種移動電氣設備以及電動汽車的儲能設備中佔據了絕大部分的份額。在科學研究領域，為了實現鋰二次電池在儲能效率、能量密度、以及使用壽命等重要性能的進一步提升，基礎研究的目光不斷的聚焦在鋰離子電池、鋰硫電池以及鋰空電池的各個重要方面，包括對於新材料以及電化學機理中的關鍵基礎問題研究。其中，同步輻射技術由於具有亮度高、相干性好、波譜寬、準直性好等特點，在鋰二次電池的研究中得到了廣泛的應用。基於不同的測試原理，X射線吸收譜、衍射以及微區成像技術在鋰二次電池新材料開發以及電化學反應機理研究中得到了廣泛的應用，在物理以及化學性質方面實現了對於鋰二次電池體系更加深入的分析和理解。

近日，通過對於近幾年相關開創性結果的分析，加拿大西安大略大學孫學良院士團隊、T.K. Sham（岑俊江）院士團隊以及美國先進光子源APS的Tianpin Wu博士合作以綜述文章形式總結了同步輻射X射線吸收譜、衍射、以及微區成像技術在鋰二次電池中的應用的最新研究進展。該綜述簡述了同步輻射X射線吸收譜，衍射以及微區成像技術的原理，重點介紹了這三種技術在揭示鋰二次電池材料電子結構、化學環境以及晶體結構在電化學反應中的變化規律以及電化學反應過程中形貌以及化學相分布等研究中的應用，在電極材料反應機制、衰減機理、熱穩定性以及界面問題方面都實現了突破性的進展。針對具體的研究問題，該綜述通過具體的研究結果展示了這三種同步輻射技術在鋰二次電池研究中的應用策略以及分析思路。另外，該綜述還對於未來同步輻射技術在鋰二次電池中的應用指出了技術展望，列舉出了未來技術以及應用的發展可能性，並指出這三項同步輻射技術在未來鋰二次電池研究和發展中將會繼續發揮重要的促進作用。

該綜述以「Synchrotron-based X-ray absorption fine structures, X-ray diffraction, and X-ray microscopy techniques applied in the study of lithium secondary batteries」 為題發表在Small Methods上 (DOI: 10.1002/smtd.201700341)，加拿大西安大略大學博士後研究員李維漢以及博士研究生李旻鷥為本文的共同第一作者。

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