在當今社會，智能手機和平板電腦等電子設備正成為人類日?；顒拥闹匾M成部分。這些電子產品不斷發(fā)展，使其結構更緊湊、重量更輕，這也就對電池的功率輸出和壽命提出了越來越高的要求。為了應對這些技術挑戰(zhàn)，鋰離子電池技術也在不斷進步，在保持緊湊和輕便特性的同時，還能夠產生更高的能量輸出和更強的循環(huán)性能。
本文介紹了激光誘導擊穿光譜(LIBS)對鋰離子電池重要元件化學組成的關鍵元素進行深度分析的能力。這些組件包括正極、負極和固態(tài)電解質。典型的基于解決方案的元素分析技術，如電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）和電感耦合等離子體發(fā)射質譜（ICP-MS），不能揭示這些部件的結構信息。另一種流行的元素分析技術X射線熒光光譜（XRF）無法為鋰離子電池電極的重要元素提供元素覆蓋，例如Li、B、C、O、F、N。其它表面和深度分析技術，需要復雜的真空儀器，如二次離子質譜（SIMS）、輝光放電質譜（GD-MS）、俄歇電子能譜（AES）和X射線光電子能譜（XPS），檢測速度慢或者價格昂貴。LIBS提供鋰離子電池組件在實驗室或工廠的深度分析能力，具有很出色的分析速度。LIBS還具有從H - Pu到大含量范圍(ppm - wt. %)的基本覆蓋。

圖2鋰離子電池器件結構的元素深度剖析(鋰金屬負極、LiPON固態(tài)電解質、LiCoO₂正極和置于玻璃基板上鈦集電器)。

在圖2中，將不同組分的特征元素與原子發(fā)射線的檢測數(shù)據(jù)相結合，很容易看出何時開始剝蝕電池的各個層。例如，鋰金屬負極的激光剝蝕會伴隨著強的鋰元素發(fā)射信號。剝蝕進入LiPON固態(tài)電解質層時，檢測到P發(fā)射信號。同樣，Co和O發(fā)射線可以用來跟蹤LiCoO2正極層的剝蝕，并評估正極層內的相對成分變化。