6月20日，由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题，重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲，来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。图为来自加拿大Canadian Light Source公司,Jigang Zhou先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。

　　Jigang Zhou：

　　X射线分为软射线和硬射线，软射线一般是指50～2000EV，50EV可以研究锂，2000EV可以研究很多过度金属。吸收谱可以用来研究表界面。碳的吸收谱是唯一的对应技术，它具有非常强的化学敏感性。为什么软射线的吸收谱能够研究电池的表界面？这里有一个很重要的因素，就是当软X射线做吸收谱的时候，我们不需要破坏结构就得到了表界面的信息，因为当X光跟物质和被测的东西作用的时候，我们可以同时得到两个信号，一个是对于表面敏感的电子信号，一个是对体相敏感的光学信号，所以当我们的报告说到吸收谱的时候我们同时会告诉你两个信息。

　　另外一个是吸收谱的成像，它最重要的关键点是把X光光学聚焦以后到纳米尺度对样品表面进行扫描，然后会得到一个成像，成像的每一个像素得到吸收谱，这样就得到了化学成像。我个人对吸收谱成像比较感兴趣，因为当我们把显微成像技术对比起来的时候，它最后是有优势的。软X射线几乎可以研究所有的元素，当然我们大部分是研究3D的元素。大家做电池的知道前面这些非常的重要，研究碳、氮、氟、锂所有这些。我过去是做电池的，但是到加拿大以后就没有做过电池了，所有这些都是跟别人合作的。

　　我们看锂酸锰氧，锰的体相吸收谱很少，虽然我们可以做到，但是这个很费时。在对比完全放电和满充电的两种状态，我们可以看到它的体相几乎是保持四价锰不变，和化学原理接近。但是它的表面敏感和体相是有区别的，区别在于新的峰以及这个峰向低能的移动，这个移动是和充放电有关的。需要强调的是，这种实验可以获得太多信息，不仅仅是化学，实际上还有锰的吸收谱，3D电子钛的密度等。3D钛对于动力学的性能非常重要，这也是我们需要与计算机行业深入合作的东西。

　　然后是镍谱，我们看它的体相很有意思，满充电的时候会成四价电，而放电的时候会变成二价电。

　　在复合材料中，很多人认为石墨烯可以提高导电性，我们承认这一点，但是从吸收谱来看，除了导电性提高之外，磷酸铁锂自己的导电性和电子导电性都提高了。通过与复合的磷酸铁锂比较，会发现两者吸收谱的变化是一样的，而吸收谱混合了化学信息和电子信息。我们认为造成导电性提高的主要原因是石墨烯和磷酸铁锂之间有化学介。通过做碳的吸收谱，我们用成像技术来论证碳、氧、磷酸铁锂之间的成像是不是影响了它的特性。我们用碳谱推算出石墨烯哪一块成像作用强，哪一块成像作用弱，对于部分磷酸铁锂石墨烯材料，我们可以验证其中铁的化学钛，肯定有一些地方是三价铁多一些，有一些地方是二价铁多一些，这样我们就得到了铁的特性。

　　在实验结果中，几微米乘几微米的结果中会包含几十万个像素，每个像素就是一个吸收谱，所以我们可以获得几十万个碳的成像化学信息，并进行很好的统计分析。在做了铁谱和碳谱后，我们选择三价铁和二价铁多的地方取碳谱出来看，发现三价铁多的地方成像会更强。这种方法也可以用来研究相变。

　　最后看一下碳工艺复合在CNT上，通常是用很薄的一层硅在CNT上，我们比较关注的是材料为什么会有比较好的性能，以及化学介是怎么变的。在与别人的交流中，我们认为X射线是非常强的。而吸收谱是一种非常直观的技术，在有化学介的情况下谱一定会发生变化。

　　碳谱和氧谱成为复合材料后的变化就能解释硅和碳之间的化学介。它的结构相当于壳结构，因此硅氧碳的界面是被硅层覆盖住了，硅层的吸收谱是看不到硅氧的。在它的吸收谱中，我们也能看到硅氧聚合物的长度等信息。

　　谢谢大家。