Paglalarawan ng Lithium Ion baterya Gamit ang PeakForce Paraan tuna

Sa pamamagitan ng AZoNano editor

Talaan ng nilalaman

Panimula

Banayad na timbang ng lithium Ion baterya sa kanilang mga mataas na enerhiya density ay naging isang mahalagang bahagi ng halos lahat ng consumer elektronikong aparato. Ang enerhiya imbakan aparato na ito ay hahanap nito pinakabagong aplikasyon sa tumakbo ng mga sasakyan. Gayunpaman, lamang tungkol sa 10% ng mga manilay-nilay na kakayahan ng lithium Ion baterya ay magagawang ay pinagsamantalahan. Samakatuwid, higit pa pananaliksik ay tapos upang mapahusay ang pagbabalangkas at structuring ng anod at mga materyales sa katod, buhay at gastos ng istante, kimika sa mga materyales at ang kaligtasan tampok. Ang elektrod ng ang baterya ay constructed sa pamamagitan ng umiiral na mikron sa materyales nanometer laki na gamit ng mga additives at umaalis sa paglipat ng espasyo para sa mga ions lithium. Ang paggamit ng mga nanomaterials na nakatali sa isang fashion ay may mga benepisyo tulad ng nadagdagan baterya kapasidad at mataas na singilin at discharging ng rate. Ang PeakForce tuna pamamaraan ay maaaring gamitin para sa paglalarawan ng mga baterya lithium gaya ng ipinaliwanag sa ang kasunod na seksyon.

Paglalarawan ng Lithium baterya Ion

Ang mga materyales na ginamit bilang katod sa lithium Ion baterya ay halos composite mga materyales, tulad ng L333 - _{Li [Ni} 1 _{/ 3 MN} 1 _{/ 3 Co} 1 / _3] O 2. Ang L333 particle ay nakatali magkasama gamit ang polyvinylidene difluoride (PVDF) at upang mapabuti ang electronic kondaktibiti, asetileno black (AB) ay din idinagdag. Upang maisalarawan ang pamamahagi ng bahagi at upang makilala ang kondaktibo network na kumokonekta sa L333 particle, ang PeakForce tuna pamamaraan ay trabaho . Topographiya Ang nagpakita ang tinatayang sukat ng L333 particle bilang-3 sa 15μm at ng particle PVDF at AB bilang 50nm. Gayundin, mayroong dalawang kondaktibiti layer, na may L333 particle na kung saan ay hindi sakop ng AB + PVDF constituting ng mas mababa ang pagsasagawa ng layer. Ang mga layer na sakop sa PVDF at AB ay nabuo ang mas kondaktibo band. PVDF sa kanyang sariling ay hindi isang magandang konduktor; lamang kapag ang halo-halong sa AB ang ito ng pag-uugali, na kung saan ay dahil sa ang mga nanoparticles sa pagkonekta sa bawat isa. Ang pagsasagawa ng mga layer na din ipinapakita ng higit na maliit na pagkalastiko at pagdirikit. Ang mga natuklasan L333 layer ay electrically separated mula sa elektrod at samakatuwid ay hindi magbigay ng kontribusyon sa kapangyarihan ang baterya. Ang kasalukuyang mga data ng mapa ay may dalawang peaks-isa nabuo sa pamamagitan ng L333 at isa pa sa pamamagitan ng PVDF + AB - at ang kondaktibo network sumasaklaw sa 56% na lugar sa mapa.

Figure 1. Pf-tuna imahe ng isang Li [Ni _{1 / 3} MN _{1 / 3} Co _{1 / 3]} O ₂ composite katod, sa taas na hanay ay topographiya, DMT modulus, pagdirikit at kasalukuyang mga mapa . Ang overlay ng isang kasalukuyang mapa sa topographiya ay ipinapakita sa ibaba ang hilera. Mga imahe ay kinuha sa isang icon AFM Dimensyon sa paligid na mga kondisyon, na may isang DDESP probe (spring constant ay calibrated upang maging 93N / m), 50ìm scan sa isang DC bias sample ng 500mV. Sample courtesy ng Dr. Zheng at Battaglia, sa Lawrence Berkeley Pambansang Laboratory.

PVDF + AB Optimization ng Nilalaman sa _LiNi 0.8 _Co 0.15 _Al 0.05 katod _O 2

Isa pang tambalan materyal katod, LiNCA (LiNi _0.8 Co _0.15 Al _0.05 O ₂₎ ay experimented sa upang mapahusay ang pagganap ng lithium Ion baterya. Paggamit ng PeakForce tuna, ang epekto sa mga katangian ng ang composite sa pamamagitan ng iba't ibang PVDF + AB nilalaman ay aral. Figure 9 ay nagpapakita ng mga eksperimento resulta ay nakuha sa pamamagitan ng iba't ibang ang PVDF + AB nilalaman sa pamamagitan ng 3.2%, 12.8% at 24%. Ang ratio ng PVDF sa AB ay 1:0.6.

Figure 2. Tindig pagtatasa ng ang kasalukuyang mga mapa (hindi ipinapakita) ng _LiNi 0.8 _Co 0.15 _Al 0.05 _O 2 composite katod naglalaman ng 3.2%, 12.8% at 24% PVDF + AB. Sample courtesy ng Dr. Zheng at Battaglia, sa Lawrence Berkeley Pambansang Laboratory.

Ito ay sinusunod na ang pagtaas ng kondaktibiti ay proporsyonal sa ang halaga ng AB + PVDF. Kapag ang 12.8% ng PVDF + AB ay naidagdag, ang kondaktibo network coverage neared makumpleto.

Figure 3. Balangkas ng kondaktibo coverage ng network at ang average na kondaktibiti (a) at average nababanat modulus (b) sa paglipas ng 50μm scan lugar bilang isang katangian ng ang porsyento ng nilalaman ng PVDF ₊ AB _sa LiNi _0.8 Co 0.15 _Al 0.05 composite O 2 sa parehong halimbawa na ginamit sa Figure 2.

Kondaktibiti pagtaas ng bilang binabawasan ang panloob na pagtutol ng ang baterya, kaya ang lakas density ng ang baterya ay nadagdagan din. Ang pagmamasid isa pang ay na ang nababanat modulus ng katod nabawasan na may pagtaas sa ang nilalaman ng PVDF + AB. Na ito ay ipinahiwatig na ang katod ang naging mas matulungin sa dami ng mga pagbabago na naganap kapag ang lithium ions pumasok ang katod. Ang iba't-ibang mga sukat sa pamamagitan ng PeakForce tuna kasama ang iba pang pag-aaral ay maaaring magbigay ng tamang path patungo sa optimization ng application ng mga baterya lithium.

Konklusyon

Upang magbuod, PeakForce tuna na ibinigay ng isang epektibong paraan upang pag-aralan ang mga materyales ng katod ng baterya lithium. Diskarteng ito ay maaari ring mailapat sa pag-aaral ng anod materyales at matukoy ang kanilang pag-iipon na mga katangian sa paglipas ng panahon o habang ang singilin at discharging ng ikot, na kung saan mechanical marawal na kalagayan o pagtaas sa mga pagtutol ay maaaring mangyari. PeakForce mga sukat ng tuna pinagsama sa mga data mula sa iba pang mga pamamaraan ay maaaring gamitin upang optimize mga resulta upang matugunan ang mga iba't-ibang kinakailangan application.

Bruker

Bruker Nano ay nagbibigay ng mga atomic Force mikroskopyo / scan ng mikroskopyo ng Probe ( AFM / SPM) produkto na tumayo mula sa iba pang komersiyal magagamit system para sa kanilang matatag na disenyo at kadalian ng mga gamitin , habang ang pagpapanatili ng pinakamataas na resolution. Ang mga NANOS pagsukat ulo, na kung saan ay bahagi ng lahat ng aming mga instrumento, employs ng isang natatanging hibla-mata interferometer para sa pagsukat ng konsol pagpapalihis, na ginagawang setup compact na ito ay hindi mas malaki kaysa sa isang karaniwang layunin ng pananaliksik mikroskopyo.

Ang impormasyong ito ay sourced, masuri at iniangkop mula sa mga materyales na ibinigay sa pamamagitan ng Bruker AXS .

Para sa karagdagang impormasyon sa pinagmulan mangyaring bisitahin ang AXS Bruker .