6月20日，由中國化學與物理電源行業協會主辦的第十一屆“中國國際電池技術交流會”在深圳會展中心開幕。本次交流會以“動力電池和儲能電池”為主題，重點關注了電池應用領域。全球50多位電池業界頂級專家亮相交流會并發表了主題演講，來自50多個國家和地區的800多名行業專家、學者和企業家與會。圖為來自加拿大Canadian Light Source公司,Jigang Zhou先生在CIBF2014中國國際電池技術交流會上發表主題演講。

　　Jigang Zhou：

　　X射線分為軟射線和硬射線，軟射線一般是指50～2000EV，50EV可以研究鋰，2000EV可以研究很多過度金屬。吸收譜可以用來研究表界面。碳的吸收譜是唯一的對應技術，它具有非常強的化學敏感性。為什么軟射線的吸收譜能夠研究電池的表界面？這里有一個很重要的因素，就是當軟X射線做吸收譜的時候，我們不需要破壞結構就得到了表界面的信息，因為當X光跟物質和被測的東西作用的時候，我們可以同時得到兩個信號，一個是對于表面敏感的電子信號，一個是對體相敏感的光學信號，所以當我們的報告說到吸收譜的時候我們同時會告訴你兩個信息。

　　另外一個是吸收譜的成像，它最重要的關鍵點是把X光光學聚焦以后到納米尺度對樣品表面進行掃描，然后會得到一個成像，成像的每一個像素得到吸收譜，這樣就得到了化學成像。我個人對吸收譜成像比較感興趣，因為當我們把顯微成像技術對比起來的時候，它最后是有優勢的。軟X射線幾乎可以研究所有的元素，當然我們大部分是研究3D的元素。大家做電池的知道前面這些非常的重要，研究碳、氮、氟、鋰所有這些。我過去是做電池的，但是到加拿大以后就沒有做過電池了，所有這些都是跟別人合作的。

　　我們看鋰酸錳氧，錳的體相吸收譜很少，雖然我們可以做到，但是這個很費時。在對比完全放電和滿充電的兩種狀態，我們可以看到它的體相幾乎是保持四價錳不變，和化學原理接近。但是它的表面敏感和體相是有區別的，區別在于新的峰以及這個峰向低能的移動，這個移動是和充放電有關的。需要強調的是，這種實驗可以獲得太多信息，不僅僅是化學，實際上還有錳的吸收譜，3D電子鈦的密度等。3D鈦對于動力學的性能非常重要，這也是我們需要與計算機行業深入合作的東西。

　　然后是鎳譜，我們看它的體相很有意思，滿充電的時候會成四價電，而放電的時候會變成二價電。

　　在復合材料中，很多人認為石墨烯可以提高導電性，我們承認這一點，但是從吸收譜來看，除了導電性提高之外，磷酸鐵鋰自己的導電性和電子導電性都提高了。通過與復合的磷酸鐵鋰比較，會發現兩者吸收譜的變化是一樣的，而吸收譜混合了化學信息和電子信息。我們認為造成導電性提高的主要原因是石墨烯和磷酸鐵鋰之間有化學介。通過做碳的吸收譜，我們用成像技術來論證碳、氧、磷酸鐵鋰之間的成像是不是影響了它的特性。我們用碳譜推算出石墨烯哪一塊成像作用強，哪一塊成像作用弱，對于部分磷酸鐵鋰石墨烯材料，我們可以驗證其中鐵的化學鈦，肯定有一些地方是三價鐵多一些，有一些地方是二價鐵多一些，這樣我們就得到了鐵的特性。

　　在實驗結果中，幾微米乘幾微米的結果中會包含幾十萬個像素，每個像素就是一個吸收譜，所以我們可以獲得幾十萬個碳的成像化學信息，并進行很好的統計分析。在做了鐵譜和碳譜后，我們選擇三價鐵和二價鐵多的地方取碳譜出來看，發現三價鐵多的地方成像會更強。這種方法也可以用來研究相變。

　　最后看一下碳工藝復合在CNT上，通常是用很薄的一層硅在CNT上，我們比較關注的是材料為什么會有比較好的性能，以及化學介是怎么變的。在與別人的交流中，我們認為X射線是非常強的。而吸收譜是一種非常直觀的技術，在有化學介的情況下譜一定會發生變化。

　　碳譜和氧譜成為復合材料后的變化就能解釋硅和碳之間的化學介。它的結構相當于殼結構，因此硅氧碳的界面是被硅層覆蓋住了，硅層的吸收譜是看不到硅氧的。在它的吸收譜中，我們也能看到硅氧聚合物的長度等信息。

　　謝謝大家。