AFM矽探針作為鋰離子電池陽極之微區電化學阻抗量測與分析

摘要

在鋰離子電池的研究領域中，眾多研究皆為使用電化學阻抗分析法(electrochemical impedance spectroscopy EIS)來探討電池系統內部的反應與變化。但在傳統的EIS實驗設置中，使用塊材形式的電極對電池進行量測，分析結果往往是整個電池系統的平均值與塊材的性質，不易觀察到電極中微細的變化。有鑑於此，本研究將藉由控制電極的大小以限制電池反應發生的區域，使用AFM探針作為EIS量測中的一極，並以本身即為電極材料的矽探針電極來獲得微區電化學阻抗圖譜，在與對電極反應面積差距極大的狀況下，阻抗圖譜資訊將主要來自於矽針電極的變化。 從實驗結果中發現，微區量測下的阻抗圖譜與以往塊材形式量測的結果大不相同，尤其是在低頻的區域呈現較為少見的圖譜曲線與變化。在傳統EIS量測中，低頻區域通常呈現鋰離子在電極中的擴散現象，即Warburg effect，圖譜形式為一斜直線，進一步由相關數值可計算出鋰離子於該電極材料中的擴散係數。而微區阻抗圖譜中的斜直線則會被分成多段，從單一圖譜中即可得到不同數值的擴散係數，代表著微區阻抗圖譜可觀察出鋰離子於矽針電極內部不同結構之間擴散能力的差異。

獎項日期	2014 8月 6
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Bernard Haochih Liu (Supervisor)