研究層狀氧化物（高性能鋰離子電池的關鍵材料）的缺陷控制結構坍塌問題對于開發下一代陰極材料至關重要。
有鑒于此，加州大學爾灣分校忻獲麟(Huolin L. Xin)教授、Chunyang Wang、麻省理工學院李巨教授等報道通過在電子顯微鏡下構筑微型電池，從原子尺度監控電化學反應。
本文要點：
（1）
通過原子尺度表征電化學反應，捕獲電化學驅動原子的動態變化和位錯結構（dislocations）的產生，無序結構是材料最重要的拓撲缺陷結構。從原子尺度解析了層狀氧化物陰極材料中位錯結構的成核、移動、消失的過程和機理。特別發現了兩個無序結構的型式，單個位錯（single dislocations）和位錯偶極（dislocation dipoles）。觀測過程中捕獲了位錯的滑移/爬升、混合，首次通過實驗測量了位錯的滑移和爬升速率。
（2）
此外，揭示了位錯活動導致的結構坍塌，包括裂紋成核、相變、晶格重新取向等現象。這項工作為深入研究電化學驅動的原子動力學導致層狀氧化物中的位錯現象提供幫助。
參考文獻
C. Wang, R. Zhang, J. Li, H.L. Xin, Resolving electrochemically triggered topological defect dynamics and structural degradation in layered oxides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2025, 122 (3) e2409494122
DOI: 10.1073/pnas.2409494122
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2409494122
