Caratterizzazione degli Accumulatori Liti-Ione Facendo Uso del Metodo dello SGOMBRO di PeakForce

Dagli Editori di AZoNano

Indice

Introduzione
Caratterizzazione degli Accumulatori Liti-Ione
Ottimizzazione del Contenuto di PVDF+AB in Catodo0.80.150.052 di LiNiCoAlO
Conclusioni
Bruker

Introduzione

gli Accumulatori liti-ione leggeri con la loro densità di alta energia hanno stato bene ad una parte integrante di quasi tutti gli apparecchi elettronici del consumatore. Questa unità di immagazzinamento dell'energia trova la sua ultima applicazione in veicoli correnti. Tuttavia, soltanto circa 10% delle capacità teoriche degli Accumulatori liti-ione ha potuto essere sfruttato. Di Conseguenza, la più ricerca sta effettuanda per migliorare la formulazione e la struttura dei materiali del catodo e dell'anodo, della durata di prodotto in magazzino e del costo, della chimica dei materiali e delle funzionalità della sicurezza. L'elettrodo della batteria è costruito dal micrometro dell'associazione ai materiali di dimensione di nanometro facendo uso degli additivi e del lasciare lo spazio mobile per gli ioni del litio. L'uso del limite dei nanomaterials ad un tal modo ha vantaggi quali la capacità aumentata ed il livello della batteria che caricano e che scaricano la tariffa. Il metodo dello SGOMBRO di PeakForce può essere usato per la caratterizzazione delle batterie al litio come spiegato nelle sezioni successive.

Caratterizzazione degli Accumulatori Liti-Ione

I materiali utilizzati come catodo negli Accumulatori liti-ione sono principalmente materiali compositi, quale L333 - Li [NiMnCo1/31/31/3] O.2 Le particelle L333 sono limitate insieme facendo uso del difluoruro del polivinilidene (PVDF) e migliorare la conducibilità elettronica, il nero di acetilene di nero di acetilene (AB) egualmente si aggiunge. Per prevedere la distribuzione componente e per caratterizzare la rete conduttiva che connette le particelle L333, il metodo dello SGOMBRO di PeakForce è stato impiegato. La topografia ha mostrato la dimensione approssimativa delle particelle L333 come 3 - 15µm e quello delle particelle di AB e di PVDF come 50nm. Inoltre, c'erano due livelli della conducibilità, con le particelle L333 che non sono state coperte da AB+PVDF che costituisce il livello di conduzione più basso. I livelli coperti di PVDF e di AB hanno formato la banda più conduttiva. PVDF da sè non è un buon conduttore; soltanto una volta misto con l'AB conduce, che è dovuto le nanoparticelle che connettono l'un l'altro. I livelli di conduzione egualmente video poche elasticità ed aderenza. I livelli scoperti L333 sono separati elettricamente dall'elettrodo e quindi non contribuiscono alla potenza della batteria. La mappa di dati corrente ha due picchi - uno costituito da L333 ed un altro da PVDF+AB - e la rete conduttiva riguarda l'area di 56% nella mappa.

La Figura 1. immagini di PF-TUNA di un catodo composito di Li1/31/31/3 [NiMnCo2 ] O, sulla riga superiore è la topografia, modulo del CCL*DMT, aderenza e mappe correnti. Il foglio di prova di una mappa corrente sulla topografia è indicato sulla riga inferiore. Le Immagini sono state catturate su un'ICONA AFM di Dimensione nei termini ambientali, con una sonda di DDESP (la costante della sorgente è stata calibrata per essere 93N/m), scansione di 50ìm ad una tendenziosità del campione di CC di 500mV. Campioni la cortesia del Dott. Zheng e Battaglia, Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley.

Ottimizzazione del Contenuto di PVDF+AB in Catodo0.80.150.052 di LiNiCoAlO

Un Altro materiale composto del catodo, LiNCA (LiNiCoAlO0.80.150.052) sta sperimentando con per migliorare la prestazione degli Accumulatori liti-ione. Facendo Uso dello SGOMBRO di PeakForce, l'effetto sulle caratteristiche del composito variando il contenuto di PVDF+AB è stato studiato. Figura 9 manifestazioni che i risultati di esperimento hanno ottenuto vicino varianti il contenuto di PVDF+AB da 3,2%, 12,8% e 24%. Il rapporto di PVDF all'AB era 1:0.6.

Figura 2. analisi Sopportante delle mappe correnti (non indicate) del catodo0.80.150.052 composito di LiNiCoAlO che contiene 3,2%, 12,8% e 24% PVDF+AB. Campioni la cortesia del Dott. Zheng e Battaglia, Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley.

È stato osservato che l'aumento della conducibilità era proporzionale alla quantità di AB+PVDF. Quando 12,8% del PVDF+AB si sono aggiunti, la copertura conduttiva della rete ha stato in via di realizzazione.

Figura 3. Tracciato della copertura conduttiva della rete e la conducibilità media (a) ed il modulo elastico medio (b) più di area di scansione di 50µm in funzione del contenuto di percentuale di PVDF+AB nel composito0.80.150.052 di LiNiCoAlO sugli stessi campioni utilizzati in Figura 2.

La Conducibilità aumenta mentre la resistenza interna della batteria diminuisce; quindi la densità di potenza della batteria egualmente è aumentata. Un'Altra osservazione era che il modulo elastico del catodo è diminuito con aumento nel contenuto di PVDF+AB. Ciò ha implicato che il catodo diventasse più servizievole alle variazioni di volume che hanno accaduto quando gli ioni del litio hanno entrato nel catodo. Le varie misure dallo SGOMBRO di PeakForce con altro studia possono dare il percorso giusto verso l'ottimizzazione dell'applicazione della batteria al litio.

Conclusioni

Per riassumere, lo SGOMBRO di PeakForce ha fornito un efficace metodo per studiare i materiali del catodo della batteria al litio. Questa tecnica può anche applicarsi ai materiali dell'anodo di studio e determinare col passare del tempo le loro caratteristiche di invecchiamento o durante il ciclo caricantesi e di scarico, durante cui la degradazione o l'aumento meccanica nella resistenza può accadere. Le misure dello SGOMBRO di PeakForce combinate con i dati da altre tecniche possono essere usate per ottimizzare i risultati per soddisfare le richieste differenti dell'applicazione.

Bruker

Bruker Nano fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti da Bruker AXS.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego Bruker AXS.

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

Last Update: 14. June 2013 06:59

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