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はじめ リチウムイオン電池の特性評価 リニ0.8共同0.15のAl 0.05 O 2カソードのPVDF + ABのコンテンツの最適化 結論 ブルカー はじめ
その高いエネルギー密度を持つ軽量のリチウムイオン電池は、ほぼすべての民生用電子機器の不可欠な一部となっている。このエネルギー蓄積装置は、実行中の車両で、最新のアプリケーションを見つけます。しかし、リチウムイオン電池の理論的な能力の約10％が悪用されることができた。したがって、より多くの研究が陽極と陰極材料、貯蔵寿命とコストの定式化と構造、材料、安全機能の化学的性質を高めるために行われています。電池の電極は、添加剤を使用して、リチウムイオンの移動スペースを残してナノメートルサイズの物質に結合するマイクロメータで構成されている。そのような方法でバインドされているナノ材料の使用は、このような増加バッテリー容量と高い充放電率などの利点があります。 PeakForceマグロの方法は、後続のセクションで説明したようにリチウム電池の特性評価に使用することができます。
リチウムイオン電池の特性評価
のLi [Niの3分の1のMn 3分の1のCo 1 / 3] O 2 -リチウムイオン電池の正極として使用される材料は主にそのようなL333のような複合材料です。 L333粒子はポリフッ化ビニリデン（PVDF）と電子伝導性を向上させるために使用して一緒にバインドされている、アセチレンブラック（AB）も追加されます。成分分布を可視化するとL333の粒子を接続する導電性ネットワークを特徴付けるために、 PeakForceマグロの方法が採用されました。地形は50nmとして15μmのために3のようなL333粒子のおおよその大きさを示し、PVDFとAB粒子のこと。また、2つの導電層は、ABでカバーされていないL333粒子+ PVDFは、下の導電性層を構成すると、あった。 PVDFとABで覆われた層は、より多くの導電バンドを結成。独自にPVDFは良導体ではありません。ABと混合する場合にのみそれがお互いに接続しているナノ粒子によるものである、実施していません。導電層はまた、より低い弾力性と密着性を示した。発見されたL333層は電気的に電極から分離され、それ故にバッテリーの電力に寄与しない。 PVDF + ABでL333によって形成されたものと別の - - 現在のデータのマップは2つのピークを持ち、導電性のネットワークがマップの56％の領域をカバーしています。
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一番上の行のLi [Niの3分の1のMn 3分の1のCo 1 / 3] O 2複合カソードの図1。PF -まぐろの画像は、地形、DMT弾性、接着性と現在のマップです。地形上の現在のマップのオーバーレイが一番下の行に表示されます。画像はDDESPプローブ（ばね定数は93N / mとキャリブレーションされた）、500mVのDCサンプルバイアスで50ìmスキャンで、周囲条件で寸法ICON AFMで撮影された。博士鄭とバッタリアのサンプルの礼儀、ローレンスバークレー国立研究所。
リニ0.8共同0.15のAl 0.05 O 2カソードのPVDF + ABのコンテンツの最適化
別の化合物正極材料、LiNCA（リニ0.8共同0.15のAl 0.05 O 2）リチウムイオン電池の性能を向上させるための実験をされています。使用してPeakForceマグロ 、PVDF + ABの内容が検討されて変化させることによって、複合材料の特性に影響を及ぼす。図9は、実験の結果は3.2％、12.8％、24％のPVDF + ABの内容を変化させることによって得た示しています。 ABのPVDFの比率は1:0.6であった。
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3.2パーセント、12.8％と24％のPVDF + ABを含むリニ0.8共同0.15のAl 0.05 O 2複合カソードの現在のマップ（図示せず）の図2。ベアリング分析。博士鄭とバッタリアのサンプルの礼儀、ローレンスバークレー国立研究所。
それは、導電率の増加はAB + PVDFの量に比例することが観察された。 PVDF + ABの12.8％を添加した場合、導電性のネットワークの範囲は、完成に近づいた。
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図3導電ネットワークのカバレッジと平均伝導率（a）と平均弾性率は同じでリニ0.8共同0.15のAl 0.05 O 2複合のPVDF + ABの含有率の関数として（b）に50μmのオーバースキャン領域のプロット図2で使用したサンプル。
電池の内部抵抗が小さくなるように導電率が増えるため、バッテリの電力密度も増加しています。別の観察では、カソードの弾性率は、PVDF + ABのコンテンツが増加するにつれて減少したということでした。これは、カソードは、より多くのリチウムイオンが正極に入ったときに発生した体積変化に収容可能になったことを意味している。によって様々な測定PeakForceマグロ他の研究と一緒にはリチウム電池のアプリケーションの最適化に向かって右側のパスを与えることができます。
結論
要約すると、 PeakForceマグロは、リチウム電池の正極材料を研究するために効果的な方法を提供する。この技術はまた、負極材料を研究し、機械的な劣化や抵抗の増大が起こる可能性がある間、時間の経過または、充放電サイクルの間に彼らの老化特性を決定するために適用することができます。 PeakForceマグロの他の技術からのデータと組み合わせて測定を最適化するために使用することができます。異なるアプリケーションの要件を満たすために、結果。
ブルカー
ブルカーナノは用意されています/走査型プローブ顕微鏡（AFM / SPM）の製品走査型原子間力顕微鏡の最高分解能を維持しながら、その堅牢なデザインと使いやすさのために他の市販のシステムよりも目立つ。すべての楽器の一部である頭部を、測定するナノスは、それが標準的な研究の顕微鏡対物レンズよりも大きくていないことをセットアップが非常にコンパクトにするカンチレバーのたわみを、測定するためのユニークな光ファイバ干渉計を採用しています。
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この情報は、ソースとして見直され、ブルカーエイエックスエスが提供する材料から適応されています。
このソースの詳細についてはをご覧くださいブルカーAXSを 。