锂电池材料的原子结构和电子结构直接决定了电池的性能。透射电子显微镜具有原子尺度的空间分辨能力，可以获取原子尺度上的结构扭曲和电子结构变化，在锂离子电池材料的研究中起到了至关重要的作用。
1.锂电池材料TEM分析方法
1) TEM 模式表征:TEM 模式主要分为像模式和衍射模式两类。像模式通常用来观察样品的形貌。此外，运用高分辨透射电子显微术（HRTEM），可以得到原子尺度分辨率的结构图像。衍射模式通常使用选区电子衍射（SEAD）方法，获得选定区域的电子衍射结果，可以分析选定位置的结晶性和相结构信息。
2)STEM 模式表征:STEM 模式通过汇聚的电子束在样品表面扫描，在不同的接收角使用环形探测器接收散射电子进行成像。在锂离子电池中广泛使用的
为高角环形暗场像（HAADF）和环形明场像（ABF）。其中HAADF对重元素敏感。ABF对轻元素敏感，可以用来对Li、O等轻元素进行直接成像，对于
锂离子电池材料的研究至关重要，如图2所示。
图2 LiFePO4正极材料在不同脱锂量下的原子尺度结构
3)X射线能谱:样品中被激发跃迁的电子回到基态时会发出X射线，对此X射线进行接收可以得到X射线能谱（EDS）。EDS通过接受样品表面出射的特征
X射线进行分析进而得到样品所含元素的信息。在TEM 模式下采集能谱信息为平均结果，反应电子束照射区域的平均元素组成和比例。在STEM模式
下，可以建立起元素种类与元素位置的关系，进而得到元素的分布图，如图3所示。
图3 X射线能谱
4) 电子全息:电子全息可研究材料的电势分布，对于锂电池材料具有重要意义。这里所讲的全息，通常指代的是离轴全息（off-line holography），即将
入射电子束一半穿过样品一半穿过真空，进而形成物波和参考波。如图4 所示，物波和参考波经电子棱镜偏转后互相干涉形成全息图案,后期进行数据处
理将图案进行重构得到电势分布。通过电子全息方法可以获取电池材料在循环过程中的电势分布变化。
图4 电子全息原理图
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