必须使用充氩手套箱，在拆解后的电池组件与周围大气之间建立严格的屏障。尖晶石型高熵氧化物电池包含高度活泼的内部材料——特别是锂金属合金、Li2O 中间相和敏感的电解质副产物——它们一旦接触到湿气或氧气就会立即降解。
氩气手套箱的惰性气氛是区分电池实际电化学降解与空气暴露引起的人为损坏的唯一方法。没有这种保护，任何后续分析都只能测量环境污染，而不是电池的真实状态。
保持化学完整性
保护活泼的中间相
循环后，尖晶石型高熵氧化物电池包含处于高度还原或亚稳态的材料。
这些包括在充电/放电过程中生成的锂金属合金和特定的Li2O 中间相。
如果暴露在空气中，这些相会立即与氧气和水蒸气发生反应。这种反应会在分析之前破坏原始材料结构。
稳定电解质副产物
手套箱环境可以保护敏感的电解质分解产物。
循环后的电解质通常含有容易水解（与水反应）的有机物或盐。
氩气气氛可防止这些副产物进一步分解，确保固体电解质界面（SEI）的化学特征保持完整。
确保分析准确性
捕获真实的相信息
事后分析的主要目的是了解电池材料在运行过程中是如何变化的。
您需要观察放电或充电状态的真实相信息。
通过使用氩气环境，您可以确保检测到的晶体结构和化学成分是电化学循环的真实结果。
消除数据伪影
将这些材料暴露在空气中会产生“伪影”或干扰产物。
例如，研究人员可能会在样品表面检测到氢氧化锂或碳酸锂。
如果样品暴露在空气中，就无法确定这些化合物是在循环过程中在电池内部形成的，还是仅仅因为样品在拆卸过程中接触了空气而形成的。
理解风险和权衡
惰性处理的“全有或全无”性质
在处理锂化材料时，实际上没有“安全”的空气暴露时间。
即使暴露在环境湿气（远高于手套箱中 <0.1 ppm 的水平）中几秒钟，也可能形成氧化钝化层。
该层会遮盖表面形貌，隐藏枝晶或颗粒结构等对失效分析至关重要的关键特征。
安全注意事项
除了数据完整性之外，还有安全因素。
虽然主要关注点是数据准确性，但循环阳极中通常存在的锂金属是自燃的。
在氩气中处理这些材料可以消除在潮湿空气中可能发生的快速氧化或燃烧的风险。
为您的目标做出正确选择
如果您的主要重点是基础材料科学：
- 需要严格的氩气密封，以绘制Li2O 中间相图并证明高熵氧化物的反应机理，避免表面氧化的干扰。
如果您的主要重点是失效分析：
- 您必须使用手套箱，以确保表面沉积物（如枝晶）保持其原始形貌，并且在进行 SEM 成像之前不会被钝化层化学改变。
除非消除环境污染这一变量，否则无法深入了解电池性能。
总结表：
| 特征 | 空气暴露的影响 | 氩气手套箱的好处 |
|---|---|---|
| 锂中间相 | Li2O 和合金的瞬时氧化 | 保持原始化学状态 |
| 电解质 SEI | 敏感盐/副产物水解 | 保持化学特征完整 |
| 数据完整性 | 产生人为伪影（LiOH/Li2CO3） | 捕获真实的电化学相 |
| 表面形貌 | 钝化层隐藏枝晶结构 | 保持 SEM 成像的清晰可见性 |
| 安全 | 与湿气发生自燃反应的风险 | 提供稳定、非反应性环境 |
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参考文献
- Ke Li, Hua Huo. Stabilizing Configurational Entropy in Spinel‐type High Entropy Oxides during Discharge–Charge by Overcoming Kinetic Sluggish Diffusion. DOI: 10.1002/anie.202518569
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
