Caractérisation des Batteries d'Ion de Lithium Suivre la Méthode de THON de PeakForce

Par des Éditeurs d'AZoNano

Table des matières

Introduction
Caractérisation des Batteries d'Ion de Lithium
Optimisation de Teneur de PVDF+AB dans la Cathode0.80.150.052 de LiNiCoAlO
Conclusions
Bruker

Introduction

les batteries d'ion de lithium légères avec leur densité de haute énergie sont allées bien à une partie intégrante de presque tous les appareils électroniques du consommateur. Ce périphérique de stockage d'énergie trouve sa dernière application dans des véhicules en marche. Cependant, seulement environ 10% des capacités théoriques des batteries d'ion de lithium a pu être exploité. Par Conséquent, plus de recherche est faite pour augmenter la formulation et structurer des matériaux d'anode et de cathode, de la durée de conservation et du coût, de la chimie des matériaux et des fonctionnalités de sécurité. L'électrode de la batterie est construite en grippant le micromètre aux matériaux de taille de nanomètre utilisant des additifs et en laissant l'espace mobile pour les ions de lithium. L'utilisation de la limite de nanomaterials d'une telle mode a des avantages tels que la capacité accrue et le haut de batterie chargeant et déchargeant des tarifs. La méthode de THON de PeakForce peut être utilisée pour la caractérisation des batteries au lithium comme expliqué dans les parties ultérieures.

Caractérisation des Batteries d'Ion de Lithium

Les matières employées comme cathode dans les batteries d'ion de lithium sont en grande partie des matériaux composites, tels que L333 - Li [NiMnCo1/31/31/3] O.2 Les particules L333 sont liées ensemble utilisant le difluoride de polyvinylidène (PVDF) et pour améliorer la conductivité électronique, noir d'acétylène (AB) est également ajouté. Afin de concevoir la distribution constitutive et caractériser le réseau conducteur qui connecte les particules L333, la méthode de THON de PeakForce a été utilisée. La topographie a affiché la taille environ des particules L333 en tant que 3 à 15µm et celui des particules de PVDF et d'AB comme 50nm. En Outre, il y avait deux couches de conductivité, avec les particules L333 qui n'ont pas été couvertes par AB+PVDF constituant la couche de conduite inférieure. Les couches couvertes de PVDF et d'AB ont formé la bande plus conductrice. PVDF seule n'est pas un bon conducteur ; seulement une fois mélangé à l'AB il conduit, qui est dû aux nanoparticles connectant entre eux. Les couches de conduite ont également affiché peu d'élasticité et adhérence. Les couches L333 découvertes sont électriquement séparées de l'électrode et par conséquent ne contribuent pas à la puissance de la batterie. La configuration de données actuelle a deux crêtes - une constituée par L333 et des des autres par PVDF+AB - et le réseau conducteur couvre le domaine de 56% dans le plan.

Le Schéma 1. images de PF-TUNA d'une cathode composée de Li1/31/31/3 [NiMnCo2 ] O, sur la ligne du haut sont topographie, module de DMT, adhérence et plans actuels. Le transparent d'un plan actuel sur la topographie est affiché sur la ligne inférieure. Des Images ont été prises sur une ICÔNE AFM de Cote en conditions ambiantes, avec une sonde de DDESP (la constante de source a été étalonnée pour être 93N/m), échographie de 50ìm à une polarisation d'échantillon de C.C de 500mV. Échantillonnez l'accueil de M. Zheng et Battaglia, Laboratoire National de Lawrence Berkeley.

Optimisation de Teneur de PVDF+AB dans la Cathode0.80.150.052 de LiNiCoAlO

Un Autre matériau composé de cathode, LiNCA (LiNiCoAlO0.80.150.052) est expérimenté avec pour augmenter la performance des batteries d'ion de lithium. Utilisant le THON de PeakForce, l'effet sur des caractéristiques du composé en variant le teneur de PVDF+AB a été étudié. Le Schéma 9 expositions que les résultats d'expérience ont obtenu par variants le teneur de PVDF+AB par 3,2%, 12,8% et 24%. Le rapport de PVDF à l'AB était 1:0.6.

Le Schéma 2. analyse de Dépense des plans actuels (non affichés) de la cathode0.80.150.052 composée de LiNiCoAlO contenant 3,2%, 12,8% et 24% PVDF+AB. Échantillonnez l'accueil de M. Zheng et Battaglia, Laboratoire National de Lawrence Berkeley.

On l'a observé que l'augmentation de conductivité était proportionnelle à la quantité d'AB+PVDF. Quand 12,8% du PVDF+AB ont été ajoutés, la couverture conductrice de réseau était en voie d'achèvement.

Le Schéma 3. Traçage de la couverture conductrice de réseau et du module élastique du conductivité (a) et moyen moyen (b) plus de zone d'échographie de 50µm en fonction de la teneur en pourcentage de PVDF+AB dans le composé0.80.150.052 de LiNiCoAlO sur les mêmes échantillons utilisés sur le Schéma 2.

La Conductivité augmente pendant que la résistance interne de la batterie réduit ; pour cette raison la densité d'alimentation électrique de la batterie est également augmentée. Une Autre observation était que le module élastique de la cathode a diminué avec l'augmentation du teneur de PVDF+AB. Ceci a impliqué que la cathode est devenue plus serviable aux modifications de volume qui se sont produites quand les ions de lithium ont écrit la cathode. Les mesures variées par le THON de PeakForce avec autre étudie peuvent donner le chemin droit vers l'optimisation de l'application de la batterie au lithium.

Conclusions

Pour récapituler, le THON de PeakForce a fourni une méthode efficace pour étudier les matériaux de cathode de la batterie au lithium. Cette technique peut également être appliquée aux matériaux d'anode d'étude et déterminer leurs caractéristiques vieillissantes au fil du temps ou pendant le cycle de remplissage et déchargeant, pendant lequel la dégradation ou l'augmentation mécanique de la résistance peut se produire. Des mesures de THON de PeakForce combinées avec des données d'autres techniques peuvent être employées pour optimiser des résultats pour répondre à différents besoins d'application.

Bruker

Le Nano de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par Bruker AXS.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît Bruker AXS.

Date Added: Apr 12, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 06:53

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit