PeakForce のマグロ方法を使用してリチウムイオン電池の性格描写

AZoNano エディターによって

目録

導入
リチウムイオン電池の性格描写
LiNiCoAlO の陰極の PVDF+AB の内容の0.80.150.052 最適化
結論
Bruker

導入

高エネルギーの密度の軽量のリチウムイオン電池はほとんどすべての消費者電子デバイスの重要部分になりました。 このエネルギー蓄積装置は連続した手段の最新のアプリケーションを見つけます。 ただし、ずっとリチウムイオン電池の理論的な機能の約 10% だけは開発できます。 従って材料の陽極および陰極材料、保存性および費用、化学および安全機能の公式そして構成高めるために、より多くの研究は行われています。 電池の電極は添加物を使用してナノメーターのサイズ材料へのマイクロメートルを不良部分およびリチウムイオンのための移動スペースを残すことによって組み立てられます。 そのような方法の nanomaterials の限界の使用にレートを満たし、排出する高められた電池の容量および最高のような利点があります。 PeakForce のマグロ方法はそれに続くセクションで説明されているようにリチウム電池の性格描写に使用することができます。

リチウムイオン電池の性格描写

リチウムイオン電池で陰極として使用される材料は L333 - 李 [NiMnCo] のような大抵複合材料、1/31/31/3 O. です。2 L333 粒子は polyvinylidene の difluoride を使用して一緒に区切られ、 (PVDF)電子伝導性を改善するために、アセチレン黒は (AB)また追加されます。 構成の分布を視覚化し、 L333 粒子を接続する伝導性ネットワークを特徴付けるために、 PeakForce のマグロ方法は用いられました。 地形は 50nm として 3 から PVDF および AB の粒子の 15µm およびそれとして L333 粒子のおおよそのサイズを示しました。 また、より低い行なう層を構成する AB+PVDF によってカバーされなかった L333 粒子との 2 つの伝導性の層が、ありました。 PVDF および AB でカバーされた層は伝導性バンドを形作りました。 PVDF は自分自身でよいコンダクターではないです; AB と混合されたときだけだけ互いに接続する nanoparticles が原因であるそれは行ないます。 行なう層はまた少し伸縮性および付着を表示しました。 覆いを取られた L333 層は電極から電気で分かれて、電池にそれ故に貢献しません。 現在のデータマップに 2 つのピークが - 1 L333 によっておよび PVDF+AB によって別のもの形作られる - あり、伝導性ネットワークはマップの 56% 領域をカバーします。

上の列の図 1. 李 [1/31/31/3NiMnCo]2 O の合成の陰極の PF-TUNA の画像は、地形、 DMT の係数、付着および現在のマップです。 地形の現在のマップのオーバーレイは最下の列で示されています。 画像は DDESP のプローブとの包囲された条件の次元のアイコン AFM で、撮られました (ばねの定数は 93N/m) の 500mV の DC のサンプルバイアスの 50ìm スキャンであるために目盛りが付いていました。 先生の Zheng および Battaglia のローレンスバークレーの国立研究所礼儀を見本抽出して下さい。

LiNiCoAlO の陰極の PVDF+AB の内容の0.80.150.052 最適化

別の混合の陰極材料、 LiNCA (LiNiCoAlO0.80.150.052) はでリチウムイオン電池のパフォーマンスを高めるために実験されています。 PeakForce のマグロを使用して、 PVDF+AB の内容の変化による合成物の特性に対する効果は調査されました。 実験の結果が得た図 9 ショー 3.2% によって PVDF+AB の内容を変えます、 12.8% および 24%。 PVDF への AB の比率は 1:0.6 でした。

図 2. 3.2%、 12.8% および 24% PVDF+AB を含んでいる LiNiCoAlO の合成の陰極の0.80.150.052 現在のマップの忍耐の分析 (示されていない)。 先生の Zheng および Battaglia のローレンスバークレーの国立研究所礼儀を見本抽出して下さい。

伝導性の増加が AB+PVDF の量に比例していたことが観察されました。 PVDF+AB の 12.8% が追加されたときに、伝導性ネットワーク適用範囲は完了に近づきました。

図 2. で使用される同じサンプルの LiNiCoAlO の合成物の PVDF+AB のパーセントの内容の機能として 50µm スキャン領域上の伝導性ネットワーク適用範囲および平均伝導性の (a)0.80.150.052 および平均弾性率 (b) の図 3. プロット。

伝導性は電池の内部抵抗が減ると同時に増加します; 従って電池の出力密度はまた増加します。 もう一つの観察は陰極の弾性率が PVDF+AB の内容の増加と減ったことでした。 これは陰極がリチウムイオンが陰極を入力したときに行われた体積変化率により親切になったことを意味しました。 他と共に PeakForce のマグロによるさまざまな測定はリチウム電池のアプリケーションの最適化の方の右の経路を与えることができます調査します。

結論

要約するためには、 PeakForce のマグロはリチウム電池の陰極材料を調査するように有効な方法を提供しました。 この技術はまたの間にまたは抵抗の機械劣化か増加が起こるかもしれない満たし、排出のサイクル調査の陽極材料に適用され、老化の特性を一定時間にわたり定めることができます。 他の技術からのデータと結合される PeakForce のマグロの測定が異なったアプリケ−ション使用要件を満たすために結果を最適化するのに使用することができます。

Bruker

Nano Bruker は強いデザインおよび使い易さのための他の商用化されたシステムから際立っている原子力の顕微鏡/スキャンのプローブの顕微鏡 (AFM/SPM) の製品を提供します、間高リゾリューションを維持する。 すべての私達の器械の部品である NANOS 測定ヘッドはこと標準研究の顕微鏡の目的より大きくないセットアップコンパクトをそう作る片持梁偏向を測定するための一義的な光ファイバーの干渉計を用います。

この情報は Bruker AXS によって提供される材料から供給され、見直され、そして適応させて。

このソースのより多くの情報のために Bruker AXS を訪問して下さい。

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

Last Update: 14. June 2013 07:02

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