英國illumion公司新推出的高分辨原位電池電荷成像系統(tǒng) illumionONE，基于電荷光度測量法，能夠在電池循環(huán)過程中原位分析單顆?；钚圆牧显陔姌O上的電荷狀態(tài)和形態(tài)變化，是一款適用于多種電池體系材料研發(fā)的強大分析工具。
電荷光度測量法是一種基于Operando顯微成像系統(tǒng)的散射光檢測技術，在電化學充放電工作時，入射光聚焦存儲或釋放金屬離子的電池顆粒上，電池活性顆粒中的局部電子濃度隨著金屬離子存儲或釋放而變化，從而引起散射光的變化，illumionONE可以有效檢測到這種光學變化，因此，illumionONE可以深入了解材料行為與性能之間的聯(lián)系，從而對電池材料進行精確、有針對性的改進，加快研發(fā)速度的同時降低成本。
應用領域
■ 適用于多種電池體系的電池材料研發(fā)，電池材料優(yōu)化，以及電池新材料的篩選。
■ 在電池工作期間對電極進行成像，以單顆粒分辨率捕捉充電狀態(tài)和形態(tài)的局部變化，因此可深入了解材料行為與性能之間的聯(lián)系，從而對電池材料進行精確、有針對性的改進，加快研發(fā)速度的同時降低成本。
原理示意圖
設備特點
■ Operando顯微系統(tǒng)：實時動態(tài)檢測
■ 臺式光學成像系統(tǒng)：結構緊湊，可輕松集成到任何實驗室中
■ 光學可視紐扣電池：通過磁性盒快速、簡單地裝載紐扣電池
■ 完全集成的電化學控制：同時對電荷分布和電化學性能進行實時分析
■ 單顆粒分辨率成像：逐個顆粒實時了解電池材料情況
■ 適用于多種電池研發(fā)體系：鋰離子電池（正極，負極），鈉離子電池（正極，負極）等
設備參數(shù)
| 檢測 | 同步電化學的動態(tài)活性粒子電荷狀態(tài)和形態(tài) |
| 原理 | 電荷光度法 |
| 電池類型 | 紐扣電池 |
| 可分辨的顆粒大小 | >350 nm |
| 電極載樣 | 相關的活性材料 |
| 圖像采集幀率 | <100 Hz |
| 觀察視野 | 112 x 70 μm |
| 放大倍數(shù) | 100 x |
| 波長 | 530 nm |
| 產(chǎn)品尺寸 | 40 x 50 x 31.5 cm (寬 x 深 x 高) |
部分測試數(shù)據(jù)
（a）兩個示例活性顆粒，顆粒A和顆粒B;（b）C/3（3小時）充電速率下顆粒A和顆粒B的電壓-時間圖和對比跡線;（c）在2C（30分鐘）充電速率下顆粒A和顆粒B的電壓-時間圖和對比跡線。在較快的充電速率下，觀察到兩個顆粒之間（去）鋰化速率的明顯異質性。
（a）在寬視場下拍攝的電荷光度圖像；（b）顆粒脫鋰速率表征。
對于NWO，散射亮度更高的碎片儲存有更高濃度的鋰（Nat. Mater., 2022, 21, 1306-1313）
部分發(fā)表文章
Nature, 2021, 594, 522-528
Joule, 2022, 6, 2535-2546
Nat. Mater., 2022, 21, 1306-1313
Energy Environ. Sci., 2025,18, 6032-6042
Energy Environ. Sci., 2025, 18, 4097-4107
