摘要翻譯

采用如Si/FeSi₂納米復合材料等雙相合金體系的先進陽極材料設計在降低鋰離子電池容量退化和提高循環(huán)性能方面顯示出巨大潛力。在這里，我們提出了一種多尺度表征方法，以了解非晶硅（a-Si）/結晶硅化鐵（c-FeSi₂）納米相的（去）鋰化和不可逆體積變化及其循環(huán)演變，以及它們對鄰近孔隙網(wǎng)絡的影響。采用散射和2D/3D成像技術，在300次充放電循環(huán)后，探測從毫米到微米長度尺度的陽極結構老化，并結合使用收集的圖像數(shù)據(jù)作為輸入進行建模。我們對由于循環(huán)引起的形態(tài)變化所導致的活性材料的不均勻鋰化進行了定量分析。鋰離子電池的電化學性能不僅取決于所使用的活性材料，還取決于其鄰近結構。

圖文節(jié)選（1）

μ-同步加速器數(shù)據(jù)測量

μ-同步輻射掃描是在歐洲同步輻射設施（ESRF）的層析成像光束線ID19上進行的，該光束線在大約180 mA的儲存環(huán)電流下工作，電子能量為6 GeV。在基于摻Tb 的、4.8μm厚的LSO閃爍體的間接探測器系統(tǒng)上，使用來自具有17.6 mm磁周期的波蕩器插入裝置（用5.6 mm Al預濾波以隔離約35 keV平均能量下的二次諧波）的粉紅色光束采集2D投影數(shù)據(jù)，并通過具有×10光學放大率的電光系統(tǒng)耦合到sCMOS傳感器（pco.edge 5.5，PCO，Kelheim，德國）上。每次CT掃描，收集有效像素大小為0.65 μm的2999個投影，每個投影的曝光時間為50 ms，掃描時間約為5.5 min。使用內部開發(fā)的斷層重建軟件進行在線實驗監(jiān)測和最終3D圖像的重建。

圖文節(jié)選（2）

圖2：使用FESEM結合EDX對a-Si/c-FeSi₂陽極進行定量測量。a.原始陽極和銅集電器的背散射電子的FESEM圖像（離子切片橫截面）。根據(jù)觀察到的灰度值標記成分（石墨、a-Si/c-FeSi₂、孔隙）。兩個區(qū)域（黃色和紅色）表示（b）和（c）的放大情況。b.化學元素C（青色）、Fe（黃色）、O（紫色）和Si（紅色）的黃色區(qū)域FESEM-EDX圖譜。c.代表性a-Si/c-FeSi₂顆粒（紅色區(qū)域）的FESEM灰度值圖像和相應的（d）-（g）EDX掃描圖像。d. 疊加在FESEM圖像上的Si和Fe的EDX圖。e. Fe, f. Si和g.O：在a-Si/c-FeSi₂顆粒區(qū)域沒有明顯的O。h.示意圖顯示了被O（紫色）包圍的a-Si（紅色）/c-FeSi₂（黃色）顆粒。（a）和（b）中的比例尺為4 μm, （c）–（g）中的比例尺為200 nm。

關于pco.edge 5.5

pco.edge 5.5 具有新異的科研級CMOS（sCMOS）芯片，能提供清晰的圖像質量和準確的測量結果。

pco.edge 5.5 為需要超高分辨率、高幀速率、16位動態(tài)范圍、高量子效率和多種快門選項的用戶精心設計，并且具有彩色芯片型號。

基本參數(shù)：

• 熱穩(wěn)定（制冷）0 °C / +5 °C / +7 °C

• 超低中值讀出噪音1.0 e^-

• 高分辨率2560 x 2160像素

• 動態(tài)范圍30 000 : 1 (CLHS, USB) / 27 000 : 1 (CL)

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• 快門曝光時間: 500 μs to 2 s（RS）

• 最高幀速率100 fps

• 滾動快門或全域快門/全域重置快門

• Lightsheet 模式（CL）
  

• Camera Link HS, Camera Link全接口或者USB 3.0 接口

• 黑白或者彩色芯片

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