expérimental

préparation d'échantillons de LPS.— L'électrolyte lps a été préparé à puissance solide inc . en utilisant deux voies , une procédure rapportée précédemment23 pour les expériences de tomodensitométrie aux rayons X et le broyage à billes pour l'analyse EDS . la poudre de LPS a ensuite été coulée en bande , puis transférée à 35-μ une feuille de lithium d'épaisseur m (rockwoodlithium , 0 . 5% al) par pressage à froid pour former des bicouches lps / li . des structures symétriques li / lps / li ont été assemblées à l'aide de disques de 3 mm du li / lps disques bicouche et 2 mm de 35-μ feuille de lithium d'épaisseur m , empilée et pressée dans un coin sertisseuse cellulaire (xiamen tmaxcn inc.) pour assurer le contact. à l'intérieur d'un vide boite à gants (xiamen tmaxcn inc.) , des cellules symétriques ont été placées dans des cellules in-situ étanches (fig. 1a) puis retirées de la boîte à gants et polarisées pendant 1 heure avec une densité de courant de 100μ a/cm2 avant que le sens du courant ne soit inversé pendant 1 heure. les densités de courant ont été calculées par rapport à la surface de la plus petite, électrode de lithium de 2 mm de diamètre. ce processus a été répété jusqu'à cinq fois . les cellules quasi-in-situ ont été cyclées à l'aide d'un potentiostat VMP3 biologique et les cellules in-operando ont été cyclées à l'aide d'un modèle de sourcemeter keithley 2450. tous les cycles et analyses ont été effectués à température ambiante.

conception de cellule in-situ.— dans ce travail, un porte-échantillon spécialisé a été conçu (fig. 1) pour permettre caractérisation tomographique de structures symétriques li métal/lps/li métal à relativement faible énergies de rayons X synchrotron et sous polarisation externe en utilisant des conceptions rapportées dans la littérature29 comme un point de départ et optimisé pour ces expériences . la conception a été adaptée pour maximiser visibilité du lithium métal, qui n'absorbe pas fortement les rayons X, dans les échantillons avec cette géométrie spécifique. le porte-échantillon a maintenu un contact électrique avec les électrodes de lithium métal pour permettre in situ et in-operando x- études par tomodensitométrie. les collecteurs de courant en laiton ont été interfacés avec des collecteurs de courant à base de carbone pour éviter l'absorption des rayons X par le porte-échantillon près de la région d'intérêt, introduisant potentiellement des interactions étrangères au système électrochimique, qui sera discuté brièvement dans la section des résultats. cependant, notre travail s'est concentré sur la détermination de la géométrie nécessaire et des conditions d'analyse pour extraire les données tomographiques in-operando. le plastique le boîtier utilisé pour les expériences quasi-in-situ était en résine acétal delrin (10 % de PTFE), usiné à une épaisseur de 0.5 mm dans la région d'intérêt. le boîtier en plastique utilisé pour l'in-operando les expériences étaient du polyamideimide torlon de 2 . 5 mm d'épaisseur pour fournir une résistance accrue aux dommages causés par les radiations par rapport à l'acétal . Une petite sonde de test à ressort assurait le contact électrique en cas de variation d'épaisseur de l'échantillon et appliquait une petite quantité de pression pendant le cycle . le boîtier a été scellé aux collecteurs de courant métalliques à l'aide de raccords à compression Swagelok et l'ensemble a été soumis à un test d'étanchéité avant le chargement des échantillons.