Method Article

في الموقع إشارة Lithiated القطب: التصميم الكهربائي أربعة للتحليل الطيفي مقاومة أوبيراندو

DOI:

10.3791/57375

⸱

September 12th, 2018

 ,  , 
1Chemical Sciences and Engineering Division, Argonne National Laboratory

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إدراج مرجع كهربائي في بطارية ليثيوم أيون يوفر معلومات قيمة لتوضيح آليات تدهور في الفولتية العالية. في هذه المقالة، نحن نقدم تصميم الخليوي الذي يستوعب أقطاب مرجعية متعددة، جنبا إلى جنب مع خطوات الجمعية لضمان أقصى قدر من الدقة في البيانات التي تم الحصول عليها في القياسات الكهروكيميائية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

توسيع نطاق الجهد التشغيل نتائج بطاريات ليثيوم أيون في ناتج الطاقة أعلى من هذه الأجهزة. الفولتية العالية، ومع ذلك، قد يؤدي أو التعجيل بعمليات متعددة مسؤولة عن اضمحلال الأداء طويل الأجل. نظراً لتعقد العمليات الفيزيائية التي تحدث داخل الخلية، كثيرا ما تحدي للتوصل إلى فهم كامل للأسباب الجذرية لتدهور الأداء هذه. وتنشأ هذه الصعوبة في الجزء من حقيقة أن أي قياس البطارية الكهروكيميائية سيعود مساهمات جميع العناصر مجتمعة في الخلية. التأسيس القطب مرجع يمكن أن يحل جزءا من المشكلة، كما أنه يسمح للتفاعلات الكهروكيميائية الكاثود والانود سبر يكون فردياً. على سبيل المثال، يمكن أن تشير إلى اختلاف في نطاق الجهد ذوي الخبرة بالكاثود، تعديلات في بركة أيونات الليثيوم cyclable بالكامل-الخلية. يمكن أيضا رصد تطور الهيكلية من إينتيرفاسيس العديدة الموجودة في البطارية، عن طريق قياس مساهمات كل قطب كهربائي لمقاومة الخلية عموما. مثل هذه ثروة معلومات يزيد من نطاق التحليل التشخيصي في بطاريات ليثيوم أيون ويوفر مدخلاً قيماً للاستغلال الأمثل لمكونات الخلايا الفردية. في هذا العمل، ونحن نقدم تصميم اختبار خلية قادرة على استيعاب أقطاب مرجعية متعددة، وهذا أقطاب المرجعية المناسبة لكل نوع محدد من القياس، التي تفصل الجمعية عملية بغية تحقيق أقصى قدر من الدقة من النتائج التجريبية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الطلب لارتفاع كثافة الطاقة من بطاريات ليثيوم أيون (LIBs) يقود الأبحاث نحو فهم العوامل الأساسية التي تحد من لي أيون خلية الأداء1. تشغيل الجهد العالي من الخلايا التي تحتوي على جيل جديد من الطبقات الانتقالية معدن أكسيد الزركونيم واقطاب الغرافيت والكربونات العضوية الشوارد يرتبط مع عدة ردود فعل الطفيلية2،3. بعض ردود الفعل هذه تستهلك لي-أيون المخزون، وكثيراً ما يؤدي إلى ظهور مقاومة كبيرة من الخلية4،5،،من67. خسارة لي أيون ينتج أيضا تحولاً صافياً من الإمكانات السطحي م....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1-تجريد الأسلاك النحاس/تين

  1. حصل الحرارة تجارياً على تجريد الحل.
    1. صب الصف الصناعية التجارية تجريد الحل داخل دورق فولاذ المقاوم للصدأ (7.6 سم وقطرها 8.5 سم في الطول) على عمق حوالي 5 ملم من الجزء السفلي. ضع الكأس على صفيحة ساخنة. تبدأ تدفئة بمعدل بطيء لحوالي 5 درجة مئوية/دقيقة.
    2. تزج الحرارية محمولة في حل عن كثب رصد منحنى درجة الحرارة من الحل وضبط معدل التسخين من الصفيحة الحفاظ على معدل التسخين المطلوبة.
  2. إعداد الأسلاك Cu/التعطيل في الرقصة لإعداد مرجع الأسلاك.
    1. ريح سميكة أسلاك نحاسية في شكل الرقصة (4 سم وطولها 7 سم). جبل التجارية Cu/التعطيل (أو النحاس النقي) سلك (25.4 ميكرومتر في القطر)، مطلي بطبقة رقيقة من التعطيل وا....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الرقم 2 صورة تمثيلية الفولتية أقطاب الفردية مع 1.2 مليون ليف6 في (FEC): EMC (5:95 w/w) كالكهرباء خلال المرحلتين الأولى والثانية من تشكيل. ويبين الشكل 3 الأطياف نظام المعلومات البيئية للخلية بعد ثلاث دورات تكوين وفي نهاية دورة حياة الشيخوخة البروتوكول. القدرة على إعادة ليثياتي وإعادة الحصول على الإيدز بيانات نظام المعلومات البيئية في التتبع الدقيق للمقاومة التغيرات في القطب الفردية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الشكل 2a هو الشخصية الجهد الكهربي للخلية الكاملة بينما الشكل 2b و ج 2 تظهر ملامح الجهد المقابل للايجابية والسلبية القطب مقابل زوجين لي/لي+ بينما يتم تدوير الخلية الكاملة بين 3 و 4-4 V. يمكن أن ينظر إلى أن كما تفحص الخلية الكاملة بين 3 و 4-4 V, مسرى إيجابية التجارب الفولتية بين 3.65 V و 4.45 الخامس ومسرى السلبية بين 0.65 الخامس و الخامس 0.05 مقابل. لي/لي+ على التوالي. أثناء الشحن، يقلل احتمال (مقابل لي/لي

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب الاعتراف بدعم مالي من وزارة الطاقة في الولايات المتحدة، ومكتب لكفاءة الطاقة والطاقة المتجددة.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Insulstrip 220Ambion Corporation081607-1
هيدروكسيد الصوديوم (23 بالوزن ٪)Ambion Corporation1310-73-2محتويات Insulstrip 220
كحول فورفوريل (10 بالوزن ٪) شركةAmbionCorporation 98-00-0محتويات Insulstrip 220
NCM523TODA AmericaNM4100
C-45   ؛شركة تيمكال
فلوريد البولي فينيلدين (PVdF)Sigma Aldrich427152
Sn على سلك النحاسKanthalMELT # 24633مخصص
طلب Battery cyclerMaccor USASeries 2300   ؛
بوتينتيوستاتسولارترون التحليلي1470 ه

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ma, D., Cao, Z., Hu, A. Si-Based Anode Materials for Li-Ion Batteries: A Mini Review. Nano-Micro Letters. 6 (4), (2014).
  2. Jung, S. -K., et al. Understanding the Degradation Mechanisms of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Cathode Material in Lithium Ion Batteries. Advanced Energy Materials. 4 (1), 1300787(2014).
  3. Streipert, B., et al. Influence of LiPF6 on the....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Lithium Ion BatteriesReference ElectrodeElectrochemical Impedance SpectroscopyFour Electrode DesignTin Reference ElectrodeLithium Metal ReferenceIn Operando MeasurementsBattery Degradation AnalysisElectrode Behavior MonitoringCell Component Optimization

Related Articles