為了讓我們的用戶更好理解以及運用PHI XPS，我們在3月21日開展為期5天的“第四期PHI XPS用戶云端培訓(xùn)”，通過騰訊會議平臺，與大家分享XPS的理論、數(shù)據(jù)分析以及XPS技術(shù)的最 新進展。

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表面分析群

         鋰離子電池（LIB）作為一種重要的儲能技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動汽車和電網(wǎng)儲能等領(lǐng)域。然而，鋰離子電池技術(shù)方面仍然存在諸多挑戰(zhàn)，特別是現(xiàn)有的鋰離子電池電極材料在極端條件（如高低溫環(huán)境）下不良的快充特性和安全隱患嚴重阻礙了其在電動汽車領(lǐng)域中的進一步發(fā)展。值得注意的是，如果從LIB的外部或內(nèi)部加熱或冷卻來改變工作溫度，不僅會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，還會降低能源效率和能量/功率密度。因此，研發(fā)一種適用于變溫的新型負極材料以及深入理解其在充放電過程中的電化學(xué)變化是當前研究的重點。

         X射線光電子能譜儀（XPS）作為表面分析領(lǐng)域重要的大型科學(xué)儀器，可以提供高表面靈敏（<10 nm）和高空間分辨（<10 um）的元素組分和化學(xué)態(tài)解析能力，還可以對膜層結(jié)構(gòu)提供深度分析。因此XPS已經(jīng)廣泛用于鋰電池的研究中，例如鋰電池的負極材料、正極材料、隔膜和電解質(zhì)界面等。

         青島大學(xué)能源與環(huán)境材料研究院（Institute of Materials for Energy and Environment）主要致力于二次電池（鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池和鈉離子電池等）、超級電容器、燃料電池及新型功能材料等研究。為了對電池開展深入研究，該研究院采購了PHI XPS 設(shè)備（PHI 5000 Versaprobe III）。在PHI 公司售后和應(yīng)用團隊的支持下，該設(shè)備一直保持著出色的運行狀態(tài)，為相關(guān)研究提供了大量重要實驗數(shù)據(jù)，至今已在Advanced Science、Advance Energy Materials、ACS Energy Letters、Carbon及Chemical Engineering Journal等國內(nèi)外頂級期刊發(fā)表學(xué)術(shù)文章累計達70余篇。^[1]

圖1.青島大學(xué)能源與環(huán)境材料研究院PHI XPS設(shè)備

下面我們來欣賞一下青島大學(xué)能源與環(huán)境材料研究院利用PHI XPS所發(fā)表的研究成果：

研究成果1

通過固態(tài)反應(yīng)法合成了一種鎳鈮氧化物（Ni₂Nb₃₄O₈₇）電極，并研究了其在不同溫度下（?10、25和60 ℃）的鋰離子存儲性能。

圖2. Ni₂Nb₃₄O₈₇的晶體結(jié)構(gòu)

為探究樣品在充放電過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，在本項工作中利用XPS分析技術(shù)獲取樣品中Nb元素的化學(xué)狀態(tài)。XPS結(jié)果表明原始樣品的Nb為Nb⁵⁺；在0.8 V放電鋰化過程中，部分Nb⁵⁺被還原為Nb⁴⁺和Nb³⁺；然而，在3.0 V充電去鋰化過程中，Nb元素全部被氧化為Nb⁵⁺。研究結(jié)果證明了Nb⁴⁺/Nb⁵⁺和Nb³⁺/Nb⁴⁺可以發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)，該電極具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Advance Energy Materials》期刊。^[2]

圖3. Ni2Nb34O87在（I）原始、（II）0.8 V放電和（III）3.0 V充電狀態(tài)下Nb 3d的XPS圖譜

研究成果2

通過靜電紡絲及分步煅燒法合成部分還原的TiNb₂₄O₆₂（PR-TNO）纖維，利用XPS進一步揭示PR-TNO的工作機理。

圖4. TNO和PR-TNO的制備過程

首先，XPS結(jié)果證實了Nb⁴⁺/Nb⁵⁺和Nb³⁺/Nb⁴⁺的高度可逆氧化還原反應(yīng)。此外，PR-TNO中部分還原的Ti³⁺和Nb⁴⁺增強了電子導(dǎo)電性。因此在?20℃下，鋰離子電池達到了較大的可逆容量。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Advanced Science》期刊。[3]

圖5. PR-TNO在（I）原始、（II）0.8 V放電和（III）3.0 V充電狀態(tài)下Nb 3d的XPS圖譜

ULVAC-PHI作為全.球技術(shù)領(lǐng)先的表面分析儀器廠商，一直致力于提供最.先進的技術(shù)和最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并期盼與我們的用戶共同推動表面分析技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，以及提升大型科學(xué)儀器的“創(chuàng)新服務(wù)產(chǎn)出”水平。

參考文獻：

[1] https://imee.qdu.edu.cn/info/1046/2477.htm

[2] https://doi.org/10.1002/aenm.202102550

[3] https://doi.org/10.1002/advs.202105119 

法國可替代能源和原子能委員會(The French Alternative Energies and Atomic Energy Commission，CEA) 是法國重要的研發(fā)機構(gòu)，旨在協(xié)調(diào)和推動法國在低碳能源(核能和可再生能源)、國防和安全（數(shù)字科學(xué)）、工業(yè)技術(shù)、自然科學(xué)和生命科學(xué)方面的研究和發(fā)展。CEA與許多研究機構(gòu)、高校、地方當局和企業(yè)建立了緊密的合作關(guān)系，在法國的產(chǎn)業(yè)競爭戰(zhàn)略中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。CEA Tech 作為CEA的技術(shù)研究部門，憑借其廣泛認可的專業(yè)知識和獨特的文化理念和創(chuàng)新能力，為企業(yè)提供由CEA運營部門開發(fā)的核心產(chǎn)能技術(shù)，有效地彌合了科研（學(xué)術(shù)）和商業(yè)化（應(yīng)用）之間的差距，為工業(yè)開發(fā)和新技術(shù)傳播做出了巨大貢獻。[1]

CEA Tech擁有三個實驗室：Leti、Liten和List，主要開發(fā)信息通訊技術(shù)（Information and Communication Technologies，ICTs）、能源和醫(yī)療領(lǐng)域的一系列技術(shù)產(chǎn)品。其中，CEA-Leti（Laboratoire d’ èlectronique des technologies de I’information）成立于1967年，是CEA Tech下屬的一家技術(shù)科研機構(gòu)，也是法國的39個卡諾研究所之一，與來自不同領(lǐng)域多達220家的公司開展研發(fā)項目，主研方向涉及微納技術(shù)，微納機電系統(tǒng)(MEMS和NEMS)。Leti提供廣泛的技術(shù)服務(wù)，涵蓋MEMS和NEMS的整個開發(fā)周期，解決傳感器、開關(guān)、射頻組件、3D集成、表征和可靠性測試等問題，打破學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的壁壘，成功地將研究成果轉(zhuǎn)移到工業(yè)世界。[2]

毋庸置疑，科研產(chǎn)業(yè)化離不開先進分析技術(shù)的支持。由CEA-Liten、CEA-Leti等聯(lián)合運營的納米表征平臺（Nanocharacterization Platform，PFNC）擁有大約50臺先進的表征設(shè)備，包括XPS、TOF-SIMS、Nano Auger、WAXS、SAXS 、EBSD SEM、TEM、HR-TEM、FIB SEM (3D) 、Raman和FTIR等，涉及樣品制備、表面和離子束分析、掃描和透射電子顯微鏡、x射線成像以及分子光譜學(xué)等，以此獲取材料表面、界面和內(nèi)部特性的信息，研究人員結(jié)合多個信息源可以創(chuàng)建多尺度分析，并通過關(guān)聯(lián)來自不同工具的數(shù)據(jù)做出更可靠的分析，在CEA的成果轉(zhuǎn)化中起著重要作用。[3] 特別地，CEA-Leti先后在ULVAC-PHI購買了AES（PHI 700）、XPS（PHI VersaProbe Ⅱ和Quantes）以及TOF-SIMS（nano TOF Ⅱ）,這些設(shè)備為CEA的研究工作提供了強有力的技術(shù)支持。

Olivier Renault博士是CEA-Leti計量與物理表征部門的首席科學(xué)家，也是納米表征平臺表面分析小組的負責人，主要致力于光電發(fā)射技術(shù)、分析設(shè)備以及相關(guān)材料表征方法的研究，包括利用X射線光電子能譜(XPS)、硬X射線光電子光譜學(xué)(HAXPES)、光電發(fā)射電子顯微鏡(PEEM)和同步輻射技術(shù)進行元素、化學(xué)態(tài)、功函數(shù)和能帶結(jié)構(gòu)成像分析等，在相關(guān)領(lǐng)域已發(fā)表SCI文章60余篇。Olivier Renault博士利用PHI Quantes 設(shè)備的Cr Kα (5414.8 eV) X射線源開展了大量HAXPES測試工作。[4]

ULVAC-PHI作為全 球技術(shù)領(lǐng)先的表面分析儀器廠商，一直致力于開發(fā)最 先進的儀器設(shè)備和提供最 優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，力圖幫助用戶解決科研和生產(chǎn)中的相關(guān)難題，共同推動表面分析技術(shù)的發(fā)展。

參考資料：

[1]https://www.cea-tech.fr/cea-tech/english

[2]https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti

[3]https://liten.cea.fr/cea-tech/liten/english/Pages/Work-with-us/Technology-platforms/Nanocharacterisation.aspx

[4]DOI:10.1116/6.0001508, DOI:10.1116/6.0001509, 

DOI:10.1116/6.0001510, DOI:10.1116/6.0001511, 

DOI:10.1116/6.0001512, DOI: 10.1116/6.0001513

本次網(wǎng)絡(luò)課程的第.一期在7月4日結(jié)束了，此次直播在講解知識的同時與大家進行了積極互動，并且收到了廣泛的好評。

鞠煥鑫博士講解的關(guān)于微區(qū)分析利器-SXI的使用秘笈，大家有沒有Get到呢？以下是本次網(wǎng)絡(luò)講堂的課件：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，先進的表面分析技術(shù)已經(jīng)成為材料、能源、催化、微電子、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以及鋼鐵工業(yè)等領(lǐng)域研究表面特性所必需的實驗技術(shù)。為積極推動表面分析應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，促進表面分析技術(shù)與其它學(xué)科的融合，更好地結(jié)合表面分析技術(shù)解決問題，同時加強同行之間交流與合作，PHI CHINA將在3月下旬開展用戶線上交流會， 此次特別邀請了我們具有豐富測試經(jīng)驗的用戶老師們，給大家?guī)鞽PS\AES\TOF-SIMS等在分析測試的應(yīng)用及案例分享，絕.對干貨滿滿！具體日程請看下方海報：

致眾位親愛的朋友們，

       在這個特殊的日子里，雖然我們暫時無法相見，但這并不能阻礙我們的學(xué)習(xí)！為滿足大家高漲的學(xué)習(xí)熱情，TA儀器決定通過網(wǎng)絡(luò)課堂的方式為大家?guī)砭实呐嘤?xùn)課程，此次培訓(xùn)不收取任何費用，歡迎廣大用戶朋友們報名參加！詳情安排如下：

       若您有參加培訓(xùn)的意向，復(fù)制（http://www.tachina.net/join.aspx?id=81）打開即可報名哦！

       報名成功后我們會有專門的同事為您發(fā)送參與通道哦~

普林斯頓輸力強誠邀廣大電化學(xué)同仁參與6月27日（周二）15:00-18:00電化學(xué)測試技術(shù)培訓(xùn)！

地點：廣西壯族自治區(qū)南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)大學(xué)東路100號廣西大學(xué)資源環(huán)境與材料學(xué)院227會議室

（以下為校園內(nèi)導(dǎo)航）

注意：進入校園，需提前一天預(yù)約，微信公眾號"平安西大"

飛納電鏡第三場線下用戶培訓(xùn)會要來廣州啦！本次培訓(xùn)會誠摯邀請各位用戶朋友們來到飛納電鏡最 佳 Demo 室——廣州國際生物島，讓我們一起開啟為期兩天的電鏡培訓(xùn)之旅吧！

* 若有時間沖突，請于培訓(xùn)開始前告知。

培訓(xùn)·流程

6月29日

6月30日

期待您的到來！