Lithium-ionbatterijen (LIB) worden veel gebruikt voor dagelijkse producten in ons leven, zoals hybride auto's, mobiele telefoon, enz., maar hun laad-/ontlaadproces is nog niet volledig begrepen. Om het proces te begrijpen, gedrag van lithiumionen, distributie en chemische samenstelling en staat, moet worden onthuld. Een onderzoeksgroep van het Instituut voor Moleculaire Wetenschappen heeft vastgesteld dat scanning-transmissie-röntgenmicroscoop (STXM) een krachtige techniek kan zijn om röntgenabsorptiespectroscopie (XAS) uit te voeren met een hoge ruimtelijke resolutie.

Door gebruik te maken van de absorptierand van een specifiek element, de 2-dimensionale chemische toestand van een monster kan worden verkregen. Om lithium te analyseren met STXM, de Li K-absorptierand (55 eV) in het lage energiegebied maakt het moeilijk om de XAS te meten vanwege het ontbreken van een goed optisch element en enorme harmonischen van hogere orde van een monochromator die XAS verontreinigen. Daarom, een laagdoorlaatfilterzoneplaat (LPFZP), een focusserend optisch element van de STXM, ontwikkeld om deze problemen op te lossen. De LPFZP gebruikt silicium van 200 nm dik als substraat van de zoneplaat en het substraat werkt als een laagdoorlaatfilter boven 100 eV door Si L te gebruiken _{2, 3} randen.

De hybride optica van de LPFZP kan de hogere harmonischen onderdrukken zonder een extra optische component in de STXM te installeren. Als resultaat, de STXM met de LPFZP onderdrukt harmonischen van hogere orde tot 0,1% van de oorspronkelijke intensiteit en maakt het mogelijk om XAS-spectra van de Li K-edge te meten. Vervolgens werd de ruimtelijke resolutie geschat op 72 nm.

Een dunne sectiemonster van een testelektrode van de LIB werd geanalyseerd. Het monster is gemaakt van Li ₂ CO ₃ door een focusserend ionenstraalproces. Het STXM-beeld bij 70 eV en de Li K-edge XAS-spectra worden getoond in Fig. 2 (a) en 2 (b), respectievelijk. De XAS-spectra worden met succes verkregen uit de gebieden die zijn aangegeven door cirkels in figuur 2 (a).

Om het gedrag van lithium in de LIB te begrijpen, is het noodzakelijk om de prestaties te verbeteren, op dat moment zal STXM met de LPFZP nuttig zijn om het lithium met een hoge ruimtelijke resolutie te analyseren.