中子成像的利用为观察锂电池内不同的物质状态提供了独特的视角

锂电池被认为是重要的储能解决方案，已发展成为当代生活的重要组成部分。然而，随着现代工业的快速发展，锂电池面临着满足提高能量密度、延长循环寿命和提高安全性能的需求的挑战。为了解决这些紧迫的问题，必须采用先进的表征技术来深入研究锂电池的内部演化机制。这一深入分析旨在为锂电池技术的持续发展提供理论基础。

中子是电中性的，具有显着的穿透能力，并且对轻元素(尤其是锂电池中的氢和锂)具有明显的敏感性。这种固有的品质赋予中子成像在观察锂电池内部状态分布时具有独特的优势。在本文中，研究人员对中子成像技术在锂电池固相、液相和气相表征中的应用进行了全面调查。

在固相领域，中子成像利用其对锂元素的敏感性来分析电极中的锂浓度，从而能够确定电池的充电状态。此外，它还为原位观察锂枝晶生长、体积波动、不均匀沉积以及与锂金属负极相关的其他问题提供了宝贵的见解，弥补了 X 射线成像在该领域的局限性。过渡到液相，中子成像可用于分析电池内部液体电解质的渗透过程，并研究电池循环过程中与电解质消耗相关的问题。在气相环境中，中子成像可以原位观察电池内部副反应产生的气体。

文章还深入探讨了各种电池技术遇到的挑战，包括锂金属电池、固态电池、锂硫电池和锂氧电池。它强调了中子成像在推动这些新兴电池技术的发展方面尚未开发的潜力。

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