Por qué la microscopía electrónica es fundamental para investigar las pilas

Descubra la importancia de la microscopía electrónica en la investigación de baterías para analizar estructuras, morfología y distribución de materiales con el fin de mejorar los materiales LiB. Obtenga más información aquí.

La microscopía electrónica de barrido (SEM) proporciona imágenes de alta resolución y microanálisis químico a escala micro o nanométrica. Junto con potentes técnicas de corte transversal como el fresado por haz de iones, la microscopía electrónica permite a los investigadores observar con precisión las estructuras, la morfología y la distribución de los materiales. Con métodos avanzados de análisis de imágenes, éstas pueden convertirse en datos cuantitativos que pueden correlacionarse directamente con las características de rendimiento de las baterías.

1. Morfología y tamaño de las partículas

El SEM puede revelar la morfología y la distribución del tamaño de las partículas del electrodo. Por ejemplo, las partículas de forma irregular, agrietadas o aglomeradas pueden provocar una mala difusión de los iones y contribuir a la pérdida de capacidad.

2. Distribución de los materiales activos

La microscopía electrónica puede mostrar cómo se distribuyen los materiales activos, como los compuestos de litio o los óxidos de metales de transición, dentro de la matriz del electrodo. También puede caracterizarse la distribución de otros materiales, aglutinantes poliméricos o agentes conductores basados en nanotubos de carbono.

3. Estructura de los poros

Las imágenes pueden mostrar la estructura interna de los poros del material del electrodo, incluidos el tamaño, la forma y la distribución de los poros importantes para la penetración del electrolito y el transporte de iones.

4. Características de la interfaz

La interfaz electrodo-electrolito (SEI) y la interfaz electrodo-colector de corriente son fundamentales para el transporte de iones y la conducción de electrones. Pueden estudiarse revestimientos, grietas u otros defectos que puedan influir en el rendimiento de las baterías.

5. Cambios estructurales durante o después del ciclado

Mediante la comparación de imágenes antes y después del ciclado, la microscopía electrónica puede dilucidar cambios estructurales como el agrietamiento de partículas, la delaminación o la evolución de la interfaz electrodo/electrolito. Las baterías de estado sólido pueden incluso estudiarse in situ para observar el transporte de litio durante los ciclos de carga y descarga.

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