锂金属在负极表面电沉积的初始过程决定了锂金属充电电池的充电性能。然而，在操作条件下，很难发现锂金属的微小沉积或早期成核和生长过程。有鉴于此，日本产业技术综合研究所的Mitsunori Kitta等研究人员，报道了利用电化学表面等离子体共振光谱研究金属锂沉积初期过程。

本文要点

1）研究人员提出了一种光学诊断方法来解决这些挑战。表面等离子体共振（SPR）光谱结合电化学操作是一种很有前途的技术，它可以超灵敏地检测锂金属电沉积的初始阶段。

2）SPR在沉积在玻璃衬底上的薄铜膜中被激发，该薄膜还用作电流收集器，使得电化学锂金属沉积成为可能。

3）对于碳酸丙烯酯（PC）基锂离子电池电解液，在循环伏安法和恒流操作下，通过反射光谱中SPR吸收倾角的变化可以很容易地检测到锂金属沉积。

4）电化学SPR对金属沉积具有很高的灵敏度，能够检测出约0.1 nm的平均厚度，相当于锂的几个原子层。

5）为了确定生长机理，模拟了各种可能的Li金属沉积过程的SPR反射光谱。将模拟光谱与实验数据进行了比较，发现与众所周知的PC基电解液中Li金属沉积的成核和生长模型吻合得很好。

本文研究表明，电化学SPR测量对于锂金属沉积过程的基础研究具有重要意义。

参考文献：

Mitsunori Kitta, et al. Electrochemical Surface Plasmon Resonance Spectroscopy for Investigation of the Initial Process of Lithium Metal Deposition. JACS, 2020.

DOI：10.1021/jacs.1c04934

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c04934