電池：電池界面観察のための極低温X線光電子分光

損なわれていない清浄な界面の化学的環境を理解することは、電気化学、材料科学、表面科学における長年の目標である。そうした界面の1つであるリチウムアノードの固体電解質界面相（SEI）の実質的理解は、X線光電子分光（XPS）から始まる。しかし、室温（RT）と超高真空（UHV）が組み合わさると、XPS時の反応と揮発によってSEIに大きな変化が誘発され得る。従って、SEIを安定化させる手法が必要である。今回我々は、即時急速凍結による極低温（クライオ）XPSを開発し、SEIが維持されることを実証した。我々はクライオXPSにより、大きく異なるSEIの化学種分析結果と、より厚く清浄なSEIを見いだした。そうしたSEIには、UHVにおいて、RTに起因する厚さの減少や、LiFやLi₂Oなどの重要な種の変化は見られなかった。清浄なSEIの組成を得るための今回の新たな方法によって、さまざまな電解質化学にわたって性能の相関付けが可能になる。主として我々は、極低温条件下で敏感な界面を調べることの必要性を浮き彫りにしている。

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