As baterias de íon-lítio (LIB) são amplamente utilizadas para produtos diários em nossa vida, como carros híbridos, celular, etc, mas seu processo de carga / descarga não é totalmente compreendido ainda. Para entender o processo, comportamentos do íon de lítio, distribuição e composição química e estado, deve ser revelado. Um grupo de pesquisa do Institute for Molecular Science observou que o microscópio de raios X de transmissão de varredura (STXM) pode ser uma técnica poderosa para realizar espectroscopia de absorção de raios X (XAS) com alta resolução espacial.

Ao usar a borda de absorção de um elemento específico, o estado químico bidimensional de uma amostra pode ser obtido. Para analisar o lítio por STXM, a borda de absorção de Li K (55 eV) na região de baixa energia torna difícil medir o XAS devido à falta de um elemento óptico adequado e enormes harmônicos de ordem superior de um monocromador que contamina o XAS. Portanto, uma placa de zona de filtragem passa-baixa (LPFZP), um elemento óptico de foco do STXM, foi desenvolvido para superar esses problemas. O LPFZP usa silício de 200 nm de espessura como substrato da placa de zona e o substrato funciona como um filtro passa-baixa acima de 100 eV usando Si L _{2, 3} arestas.

A óptica híbrida do LPFZP pode suprimir os harmônicos superiores sem instalar um componente óptico adicional no STXM. Como resultado, o STXM com LPFZP suprime harmônicos de ordem superior até 0,1% de uma intensidade original e permite medir espectros XAS da borda K de Li. Em seguida, a resolução espacial foi estimada em 72 nm.

Uma amostra de seção delgada de um eletrodo de teste do LIB foi analisada. A amostra é feita de Li ₂ CO ₃ por um processo de feixe de íons de foco. A imagem STXM em 70 eV e os espectros de Li K-edge XAS são mostrados na Fig. 2 (a) e 2 (b), respectivamente. Os espectros XAS são obtidos com sucesso nas regiões indicadas por círculos na Fig. 2 (a).

Para entender o comportamento do lítio no LIB é necessário melhorar seu desempenho, em que ponto STXM com o LPFZP será útil para analisar o lítio com alta resolução espacial.