يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة المواد بطارية ليثيوم أيون

8.7K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/58676

⸱

فبراير 5, 2019

 ,  ,  ,  , 
1Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

نقدم هنا، على بروتوكول لتصنيع وإعداد خلية سائل الجرافين في الموقع انتقال الميكروسكوب الإلكتروني المراقبة، جنبا إلى جنب مع توليفة من المواد الكهربائي واختبارات خلية البطارية الكهروكيميائية.

الملخص

في هذا العمل، نحن نقدم إعداد خلايا السائل الجرافين (ال)، تغليف المواد القطب والشوارد السائلة العضوية بين ورقتين الجرافين، والتوليف سهلة للنانو أحادية البعد باستخدام اليكتروسبينينج. الأخضر تمكن في الموقع مجهر إلكتروني (TEM) لديناميات ليثييشن مواد القطب. في الموقع الأخضر-تيم استخدام شعاع إلكترون للتصوير وليثييشن يمكن الاستفادة من الشوارد البطارية واقعية، ليس فقط، بل أيضا التصوير عالي الدقة من مختلف الخصائص المورفولوجية والمرحلة وتوتره والتحولات.

المقدمة

في الآونة الأخيرة، استهلاك الطاقة تزايد مستمرا، فضلا عن أهمية أجهزة تخزين الطاقة عالية الأداء. لتلبية هذا طلب، تطوير بطاريات الليثيوم أيون التي لديها كثافة الطاقة عالية، هو المتانة والسلامة الضرورية1،2. من أجل تطوير بطاريات مع خصائص متفوقة، هو فهم أساسي لآليات تخزين الطاقة أثناء تشغيل البطارية الأساسية3،،من45.

في الوضع الطبيعي مجهر إلكتروني (TEM) يقدم أفكاراً غنية كما يمكن أن تظهر معلومات هيكلية والكيميائية أثناء تشغيل بطاريات3. بين في الموقع ال تقنيات كثيرة، الع قد استخدمت لرصد ديناميات ليثييشن المواد النانوية6،،من78،،من910،11 ،12. الع تتألف من جيب السائل مختومة بالأغشية الجرافين اثنين، والتي توفر واجهة قطب/اﻻلكتروﻻيت الفعلية عن طريق منع تبخر السائل داخل فراغ عالية في6،عمود ال7. مزايا الع أنها تسمح القرار المكانية متفوقة وعالية التباين التصوير نظراً لأنها تستخدم الجرافين موناتوميك سميكة شفافة إلكترون كسائل ختم غشاء13،14،15 ،16. أيضا، يمكن أن يكون تيم التقليدية المطبقة على مراقبة ردود الفعل البطارية، دون استخدام مكلفة في الموقع أصحاب تيم.

في هذا النص، نقدم لك كيفية رد فعل ليثييشن يمكن ملاحظتها مع الع. على وجه التحديد، تشعيع شعاع الإلكترون ينتج ومذاوبة الإلكترونات داخل اﻻلكتروﻻيت السائل، وأنها تبدأ ليثييشن بفصل الأيونات لي من جزيئات المذيبات.

المرتبطة أيضا بمثابة منصة المثلى للسماح المراقبة المباشرة للمواد النانوية مع مورفولوجيس المختلفة، بما في ذلك جسيمات نانوية6،9, الأنابيب النانوية7،10،11، وحتى 12من مواد متعددة الأبعاد. جنبا إلى جنب مع تحليل تيم السابقين الموقع مواد القطب بعد اختبار الخلايا الكهروكيميائية الفعلية، فمن الممكن أن النظام الأخضر المقدمة هنا يمكن استخدامها للتحقيق في إليه التفاعل الأساسية.

مع هذه المزايا الع وتجارب السابقين الموقع ، نقدم هنا أساليب تجربة مفصلة للباحثين الذين هم على استعداد القيام بتجارب الأخضر مماثلة. البروتوكولات تغطي 1) التوليف من القصدير (IV) أكسيد (سنو2) النانومترية نموذجية ذات البنية النانومترية أحادي القطب المواد، 2) اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية و 3) إعداد الأخضر 4) أداء لفي الوقت الحقيقي المراقبة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1-تجميع الأنابيب النانوية2 سنو اليكتروسبينينج والمعالجة الحرارية اللاحقة17

  1. تعد حلاً اليكتروسبينينج.
    1. حل 0.25 غرام من ثنائي هيدرات كلوريد القصدير في خليط المذيبات 1.25 جرام من الإيثانول و 1.25 غرام من ديميثيلفورماميدي (DMF) في درجة حرارة الغرفة (RT، 25 درجة مئوية).
    2. بعد التحريك ح 2، إضافة ز 0.35 من بوفيدون (PVP) في حل اليكتروسبينينج ويقلب الخليط لآخر ح 6.
  2. نفذ اليكتروسبينينج للنانو مركب السلائف/حماية الأصناف النباتية Sn.
    1. عند حل اليكتروسبينينج مستعدة جيدا، يغسل مستطيل، منزوع الماء (DI) والإيثانول 2 س-5 س مرنة الفولاذ المقاوم للصدأ (30 × 20.5 سم) مع وأيردري أنه عند 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.
    2. نقل الحل اليكتروسبينينج لحقنه 10 مل بعرقلة من جانب واحد من المحاقن وترك حل اليكتروسبينينج التدفق في المحاقن.
    3. قم بتوصيل إبرة ز 25 المحاقن.
      ملاحظة: أنواع أخرى من الإبر، مثل الإبر 23 ز وز 17، يمكن أيضا أن تستخدم. في هذا البروتوكول، الإبرة ز 25 إبرة قياسية.
    4. إصلاح الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة المجففة إلى الطبال مع الشريط.
    5. فتح برنامج وحدة تحكم اليكتروسبينينج وأدخل معلمات اليكتروسبينينج (معدل التدفق: µL·min-15-20، المبلغ الإجمالي للحل: 3-15 مل) للأداء السليم للجهاز اليكتروسبينينج.
      ملاحظة: معدل التدفق الأمثل هو µL·min 10-1 هنا، والمبلغ الإجمالي للحل 5 مل.
    6. إصلاح المحاقن مع الإبرة ز 25 في الجهاز اليكتروسبينينج، ومن ثم، إصلاحها مع الشريط.
    7. قبل اليكتروسبينينج، اضغط المحاقن نحو جامع حتى تدفقات الحل اليكتروسبينينج جيدا من خلال إبرة 25 جرام. ثم، الاتصال غيض الإبرة للقصاصات تمساح انتهى المزدوجة، التي ترتبط أيضا جامع.
    8. لفة الرول (100 لفة في الدقيقة) والشروع في البرنامج برنامج اليكتروسبينينج.
    9. تعدل الجهد المطبق باستخدام تحيز جهد (الشكل 1) بين 10-25 كيلو فولت للسماح اليكتروجيتينج الأقماع تايلور لتشغيل العملية اليكتروسبينينج.
      ملاحظة: هنا، الجهد التطبيقي الأمثل هو 16 كيلوفولت.
  3. إجراء التكليس للنانو مركب السلائف/حماية الأصناف النباتية Sn.
    1. عند الانتهاء من عملية اليكتروسبينينج كشط النانو نسج على الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة مع الشفرة وتحويلها إلى شكل مربع ألومينا.
    2. إدراج مربع الألومينا في الفرن مربع وتعيين شروط المعالجة الحرارية للفرن مربع: 600 درجة مئوية أو 700 درجة مئوية ح 1، مع معدل تكثف من 10 ° C·min-1.
    3. بعد الإحراق، يبرد الفرن إلى 50 درجة مئوية، وبعد ذلك، نقل العينات المكلس (أي، سنو2 الأنابيب النانوية) قنينة الزجاج (الشكل 1ب).

2. اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية

  1. إعداد مسرى.
    ملاحظة: يتكون الملاط القطب 10 الموثق % wt وأسود الكربون % wt 10 و 80% من المواد النشطة (في هذه الحالة، سنو2 الأنابيب النانوية). ويمكن تعديل كمية الطين وتكوين كل مكون في الطين.
    1. قص إحباط النحاس (Cu) إلى عرض 10 سم x 30 سم طول، واستخدام الإيثانول، إصلاحه على الركازة زجاج مستطيلة (25 × 15 × 0.5 سم).
    2. مزيج 0.02 جم من الكربون الأسود و 0.027 غرام من حمض polyacrylic (35 wt %) ز 0.166 carboxymethyl السليلوز (6% بالوزن) في بوتقة. إضافة ثلاث إلى ست قطرات مياه (دي) في بوتقة للسماح خلط متجانسة.
    3. إضافة 0.16 غرام من الأنابيب النانوية2 سنو في البوتقة. ثم إضافة ثلاث إلى ثماني قطرات الماء دي إلى بوتقة للسماح خلط متجانسة.
    4. الأرض جميع المكونات في بوتقة لمدة 30 دقيقة للتأكد من أن الطين لزج بما فيه الكفاية أن يلقي كذلك على إحباط Cu.
    5. عندما الملاط القطب مستعدة جيدا، مكان الملاط على الجانب العلوي من الاتحاد الجمركي إحباط في الركيزة الزجاج، ويلقي عليه بالتساوي باستخدام الرول صب.
      ملاحظة: عادة، سمك الطين هو 60 ميكرومتر لكن يمكن أن يكون أكثر أو أقل.
    6. أيردري Cu ملاط-يلقي إحباط عند 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق، وختم ذلك داخل كيس بلاستيك قبل انعقاد الجمعية خلية البطارية.
      ملاحظة: يمكن رؤية إحباط Cu ملاط-يلقي في الشكل 1ج.
  2. قم بتجميع خلايا البطارية.
    1. حرارة الفرن الحراري إلى 150 درجة مئوية. ثم، مكان إحباط Cu ملاط-المدلى بها في الفرن.
    2. تعبئة الفرن الحراري بفراغ بمضخات الطرد المركزي لتجفيف المذيبات المتبقية في الملاط مع تجنب أكسدة Cu إحباط.
    3. بعد تدفئة Cu ملاط-يلقي إحباط عند 150 درجة مئوية ح 2، تعبئة الفرن الحراري مع الهواء بإغلاق خط فراغ وفتح الخط المنافس في مضخة دوارة لفتح الدائرة.
    4. تأخذ Cu ملاط-يلقي إحباط الخروج من الدائرة ولكمه مع تثقيب دائرة (لكمه القطر: 14 مم). وزن إحباط Cu ملاط-يلقي لكمات ووضعه في الخلية أسفل البطارية.
    5. استخدام نصف خلية لجمعية خلايا البطارية. بعد وضع Cu ملاط-يلقي إحباط في الجزء السفلي من الخلية البطارية، ونقل العينات إلى أنتيتشامبير مربع القفازات.
    6. فراغ أنتيتشامبير لمدة 30 دقيقة، وبعد ذلك، نقل العينات في الداخل علبة القفازات.
    7. تجميع خلايا البطارية بالترتيب التالي: أسفل خلية البطارية وإحباط Cu الملاط الصب وفاصل، طوقا، الربيع، فاصل وخلية البطارية أعلى. إسقاط الكهرباء بعد الفاصل يتم وضعه في خلية البطارية.
    8. ضغط خلية البطارية في خلية بطارية كاملة الضاغطة. ثم نقل خلايا البطارية الكهروكيميائية الاختبارات إلى أنتيتشامبير في المربع القفازات وتأخذ خلايا البطارية من خارج منطقة الجزاء القفازات.
    9. قياس الجهد الدائرة المفتوحة (القطر) قبل رقمي متعدد وعمر بطارية الخلية عند RT لمد 1-2.
  3. اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية.
    1. حساب وزن المواد النشطة بطرح وزن Cu إحباط عن إحباط Cu الملاط الصب وتقسيمه بجزء المواد النشطة.
    2. حساب الحالي الذي يحتاج خلية البطارية ليتم تشغيلها بضرب الكثافة الحالية (mA·g-1) بوزن المواد النشطة.
    3. إدراج الخلايا الكهروكيميائية بطارية في المختبر خلايا البطارية. تطبيق الحالي (المقابلة إلى 0.05 A·g-1 للدورة في تشكيل ومختلف الكثافات الحالية في نطاق A·g 0.1-1 إلى 10.0 A·g-1 لدورة الاختبارات وقدرات معدل) لكل خلية البطارية باستخدام جهاز اختبار خلية البطارية البرنامج.
    4. تطبيق تيارات مختلفة لكل خلية البطارية لو يتم اختباره في مختلف الكثافات الحالية.

3-إعداد الخلية السائل الجرافين

  1. توليف الجرافين بترسب البخار الكيميائي (الرسوم التعويضية).
    1. قطع رقائق Cu (نقاء: 99.9%، سماكة: 0.0125 ملم) مع مقص إلى قطع بإبعاد 10 × 3 سم.
    2. شطف Cu إحباط من الخطوة 3.1.1 مع الكحول الأيزوبروبيل (IPA) إزالة أي غبار أو الملوثات وتعامل مع 100 مل من 20 wt % حامض الفوسفوريك (ح3ص4) لمدة 20 دقيقة لإزالة أكسيد الأصلي على السطح لإحباط Cu في زجاج طبق بيتري. ثم، مكان الاتحاد الجمركي إحباط في المياه دي لآخر 10 دقيقة بالكامل شطف المتبقية ح3ص. ب.4.
    3. تحرك Cu إحباط لأنبوب الكوارتز (القطر الخارجي: 40 ملم، وقطرها الداخلي: 36 ملم) معدات الرسوم التعويضية.
    4. تشغيل المضخة الدوارة وانتظر حتى مستوى الفراغ تحت 2 x 10-3 ميلليمتر زئبق. وبعد ذلك، رفع درجة الحرارة إلى 150 درجة مئوية لإزالة تماما بالأكسجين والرطوبة داخل أنبوب الكوارتز من الرسوم التعويضية.
    5. رفع درجة الحرارة من الرايت إلى 1000 درجة مئوية في 40 دقيقة مع 10 sccm ح2 تدفق الغاز. الحفاظ على درجة حرارة غرفة أخرى 40 دقيقة يصلب إحباط Cu.
    6. إيقاف تشغيل في 60 sccm CH4 الغاز للحد الأدنى 25 باردة أسفل قاعة الرسوم التعويضية لدورة الرايت CH4 والغازات2 ح في 300 درجة مئوية.
    7. تأخذ إحباط Cu (الشكل 2) من دائرة الرسوم التعويضية ويبقيه في مجفف.
  2. نقل الجرافين.
    1. لإزالة الجرافين في المؤخرة إحباط Cu، إجراء النقش البلازما باستخدام بلازما أنظف بالإعدادات التالية: تدفق Ar (من 100 sccm)، الوقت (60 s)، والطاقة (من 30 ث)، وضغط قاعدة (من 5.0 × 10-2 ميلليمتر زئبق).
    2. قطع الاتحاد الجمركي إحباط مع الجرافين التي تم تصنيعه في الخطوة 3، 1 إلى 3 × 3 مم مع المقص. مكان القطع إحباط الاتحاد الجمركي بين الشرائح اثنين النظارات والصحافة لجعلها مسطحة.
      ملاحظة: يتم وضع أربع قطع رقائق Cu معا بين اثنين الشريحة النظارات.
    3. وضع شبكات الاتحاد الأفريقي الكربون المخرمة (300 مش، R2/2) على كل قطعة من رقائق Cu (الشكل 2ب). إسقاط 20 ميليلتر من معهد الإدارة العامة في إحباط شبكة/Cu الاتحاد الأفريقي.
    4. شفط IPA مع تلميح ميكروبيبيتي متصل بمضخة دوارة. بعد المص، الجاف لإحباط شبكة/Cu الاتحاد الأفريقي عند 50 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
    5. السلوك إحباط النقش النحاس في 10 مل من فوق كبريتات الأمونيوم 0.1 م عن ح 6 في زجاج 6 سم. صحن بتري (الشكل 2ج).
      ملاحظة: يجب تنظيف الزجاج أطباق بيتري مع أصد دي المياه قبل استخدامها لتجنب تلوث الجسيمات Si.
    6. حلج القطن شبكات الاتحاد الأفريقي مع حزب العمال حلقة ونقله إلى كوب طبق بيتري مملوءة بالماء دي عند 50 درجة مئوية، من أجل إزالة أي ملوثات المتبقية تماما من تنميش16.
    7. حلج القطن شبكات الاتحاد الأفريقي من المياه دي وتجفيفها ح 6 RT ومع الضغط الجوي.
  3. اصطناع الع.
    1. إعداد الخليط المنحل بالكهرباء وأنابيب نانوية. تفريق 0.06 جم مسحوق أنبوب نانوي في 10 مل من المنحل بالكهرباء، وهي تتألف من سداسي فلوروفوسفات الليثيوم 1.3 M (ليف6) كربونات الإيثيلين (EC) وكربونات الغلايكول (DEC) (نسبة حجم 3:7) مع 10% بالوزن من كربونات فلوروثيليني (FEC).
      ملاحظة: تكوين الكهرباء هو نفسه كتلك المستخدمة في اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية. الشوارد مختلفة يمكن استخدامها في الع، ك "ليف م" 16 الذائبة في الجماعة الأوروبية، ديسمبر، وثنائي الكربونات (DMC) بنسبة حجمية 1:1:1، 1 متر من سداسي فلوروفوسفات الصوديوم (ناف6) الذائبة في الجماعة الأوروبية، 1 م من فوق كلورات الصوديوم (ناكلو 4) حله في البولي كربونات (PC) مع 5% بالوزن من المنصف، 0.1 من المغنيسيوم bis(trifluoromethanesulfonimide) (مجتفسي) في ديجليمي، و 1 متر مربع ناكلو4 في جهاز الكمبيوتر.
    2. نقل شبكات الاتحاد الأفريقي نقل الجرافين وخليط المنحل بالكهرباء في صندوق القفازات التي يتم تعبئة مع ع.
    3. مكان واحد الجرافين-نقلت شبكة الاتحاد الأفريقي في الجزء السفلي. إسقاط 20 ميليلتر من خليط المنحل بالكهرباء في الشبكة أسفل.
    4. عقد آخر شبكة نقل الجرافين مع الملاقط ووضعه على رأس الشبكة السفلي.
      ملاحظة: هذا الإجراء يجب أن يتم بسرعة قبل الكهرباء قد المجففة (الشكل 2د).
    5. الجاف للعينة داخل صندوق القفازات مدة 30 دقيقة، خلالها تغليف السائل هو تلقائياً بين ورقتين الجرافين كما أن يجف.
      ملاحظة: كمية السائل فخ يعتمد على جيدا كيف تم نقل الجرافين وجيدا كيف يتم وضع الشبكة العلوية.

4-أداء تيم في الوقت الحقيقي

  1. تحميل الع على حامل تيم واحد وميل تقليدية.
    1. ضع العينة الأخضر (المرفقة الجرافين نقل الاتحاد الأفريقي الشبكتين) على حامل تيم واحد والميل.
    2. إذا مكدسة الشبكتين لم تماما، سوف لا يصلح العينة الأخضر في حامل TEM. وفي هذه الحالة، قطع حافة الشبكات الاتحاد الأفريقي مع شفرة حلاقة.
    3. بعد أن يتم تحميل العينة الأخضر على حامل تيم، وضع صاحب تيم داخل ال والتحقق بعناية من مستوى الفراغ.
  2. سجل أشرطة الفيديو في الوقت الحقيقي TEM.
    1. العثور على المنطقة حيث يتم تغليف أنابيب نانوية2 سنو مع اﻻلكتروﻻيت السائل.
      ملاحظة: لمعرفة ما إذا كان يوجد سائل حول أنبوب نانوي2 سنو، يتهددها شعاع إلكترون لبضع ثوان. إذا لوحظ بعض حركة السائل أو التحلل من المنحل بالكهرباء، فإنه من المرجح جداً أن المنطقة مغلفة بسائل.
    2. قم بمحاذاة لل والجرعة شعاع الإلكترون الشروع في رد فعل عن طريق ضبط السطوع مقبض الباب.
      ملاحظة: يشمل المحاذاة المناسبة لل المحاذاة المستخدم، مثل المحاذاة وبندقية إمالة/التحول، شعاع إمالة/التحول، ومحاذاة الفتحة والمحاذاة ستيجميشن Z-الارتفاع. وتتم هذه الإجراءات أفضل في مجال آخر (بجوار المنطقة الموجودة في الخطوة 4.2.1) من أجل عدم إعطاء أي ضرر للكهرباء أنابيب نانوية والسائل2 سنو. معدل الجرعة شعاع الإلكترون للشروع في ليثياتيون هو عادة ~ 103ه–/Å2· s، ولكن قد تختلف مع كل صك تيم.
    3. قم بتشغيل برنامج الفحص المجهري والكاميرا جهاز اقتران (CCD) وفقا لإرشادات الشركة المصنعة.
    4. اضغط على زر سجل في نافذة الفيديو عالية الوضوح (HD) وسجل رد فعل يحدث في العينة الأخضر.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

كانت ملفقة سنو2 الأنابيب النانوية اليكتروسبينينج والإحراق اللاحقة، خلالها نانوتوبولار وهياكل المليئة بالثغرات التي يمكن رؤية بوضوح، وفقا للصورة ووزارة شؤون المرأة (الشكل 3). بنية نانوتوبولار يأتي من التحلل من حماية الأصناف النباتية، بينما يتم نقل السلائف التعطيل في لب إلى الخارج بسبب تأثير كيركيندال17،18. بالإضافة إلى ذلك، يحدث Ostwald النضوج بالإضافة إلى تأثير كيركيندال، م...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وهناك خطوات حاسمة ضمن البروتوكول. أولاً، يحتاج نقل الجرافين إلى الشبكة تيم الباحثين عناية فائقة. من المهم التعامل مع الشبكات بملاقط ولا تضر أي من الشبكات، على سبيل المثال بتدمير الغشاء الكربون غير متبلور أو الانحناء الإطار. سوف يؤدي ضعف تغطية من الجرافين هذه الأنواع من الأضرار وتؤثر على عدد جيوب السائل. وبالإضافة إلى ذلك، وضع الشبكة العلوية في موقف الحق أمر بالغ الأهمية. كما ورد في البروتوكول، الشبكة العليا يجب أن توضع بسرعة قبل ما يجف السائل. أثناء هذه العملية، قد تلف الشبكة العلوية الباحثين أو وضعه في الموضع غير صحيح (...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

وأيد هذا العمل قبل الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني)، ومنحة رقم 2014R1A4A1003712 (BRL البرنامج)، منح كوريا احتجاز ثاني أكسيد الكربون والتطوير مركز د (ككرك) تموله حكومة كوريا (وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتخطيط المستقبل) (رقم NRF-2014M1A8A1049303)، منحة اندران من KAIST تموله حكومة كوريا في عام 2016 (وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتخطيط المستقبل) (N11160058)، يمكن ارتداؤها منهاج مواد التكنولوجيا مركز (مؤتمر العالم الإسلامي) (NR--2016R1A5A1009926)، و "البحوث الوطنية" مؤسسة كوريا (جبهة الخلاص الوطني) منحة ممولة من "الحكومة الكورية" (جبهة الخلاص الوطني-2017H1A2A1042006-العالمية زمالة برنامج الدكتوراه)، منحة وطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) تموله حكومة كوريا (مسيب؛ وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، والتخطيط للمستقبل) (جبهة الخلاص الوطني-2018R1C1B6002624)، Nano· برنامج تطوير التكنولوجيا المادية من خلال الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) الممولة من وزارة العلوم، وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتخطيط المستقبل (2009-0082580) ومنحة جبهة الخلاص الوطني تموله حكومة كوريا (مسيب؛ وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، والتخطيط للمستقبل) (جبهة الخلاص الوطني-2018R1C1B6002624).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
كلوريد القصدير ثنائي هيراتSigma AldrichCAS 10025-69-1في زجاجة زجاجية
الإيثانولMerckCAS 64-17-5في زجاجة زجاجية
ثنائي ميثيل فورماميدسيجما ألدريتشCAS 68-12-2في زجاجة زجاجية
PolyvinylpyrrolidoneSigma AldrichCAS 9003-39-8في زجاجة
بلاستيكية جهاز اختبار الخليةKOREA THERMO-TECHجهاز اختبار الخلايا Maccor Series 4000
2WonaTechWBCS4000
بيركلورات الصوديومSigma AldrichCAS 7601-89-0في زجاجة زجاجية
25 إبرةقياس Hwa-In Science Ltd.
1.3 متر من سداسي فلورو فوسفات الليثيوم (LiPF6) مذاب في EC / DEC مع 10٪ بالوزن من FECPANAX ETECفي زجاجة من الفولاذ المقاوم
للصدأ كربونات البروبيلينSigma AldrichCAS 108-32-7في زجاجة زجاجية
Super P Carbon BlackAlfa-AesarCAS 1333-86-4في زجاجة زجاجية
مكونات الخلية (الخلية السفلية ، الخلية العلوية ، الفاصل ، الحشية ، الزنبرك ، الفاصل)Wellcos Corporation
Cell PunchWellcos Corporation
صندوق القفازاتتكنولوجيا الأكسجين الرطب (MOTEK)
فرن الصندوقNaytechVulcan 3-550
جهاز الغزل الكهربائيNanoNC
حمض الهيدروفلوريكJunsei84045-035085٪
رقائقالنحاسAlfaaesar38381نحاس Thinfoil ، سمك 0.0125 مم ، 99.9٪
الكربون المقدس Au gridSPIQuantifoil R2 / 2 شبكات الكربون هولي الدقيقة ، 300 شبكة الذهبQuantifoil R2 / 2 شبكات الكربون هولي الدقيقة ، 300 شبكة ذهبية
إيزوبروفيل ألكولسيجمالدريتشW29290799.70٪
بيرسلفات الأمونيومسيجماألدريتش248614 98٪
إلكترون ناقل الحركة مجهر (TEM)JEOLJEOL JEM 3010300 كيلو فولت
استهلاك البخار الكيميائي (CVD) جهازScientech
Charge المقترن (CCD) منظفGatanOrius SC200
برنامج الغزل الكهربائي FemtoscienceVITA
روبوت NanoNCNanoNC
البلازما eS- روبوت

المراجع

  1. Sun, Y. -K., et al. Nanostructured high-energy cathode materials for advanced lithium batteries. Nature Materials. 11 (11), 942-947 (2012).
  2. Manthiram, A., Fu, Y., Chung, S. -H., Zu, C., Su, Y. -S. Rechargeable Lithium-Sulfur Batteries. Chemical Reviews. 114 (23), 11751-11787 (2014).
  3. Liu, X. H., Huang, J. Y. In situ TEM electrochemistry of anode materials in lithium ion batteries. Energy Environmental Science. 4 (10), 3844-3860 (2011).
  4. Xie, Z. -H., Jiang, Z., Zhang, X. Review-Promises and Challenges of In Situ Transmission Electron Microscopy Electrochemical Techniques in the Studies of Lithium Ion Batteries. Journal of the Electrochemical Society. 164 (9), 2100-2123 (2017).
  5. Tripathi, A. M., Su, W. -N., Hwang, B. J. In situ analytical techniques for battery interface analysis. Chemical Society Reviews. 47 (3), 736-851 (2018).
  6. Yuk, J. M., Seo, H. K., Choi, J. W., Lee, J. Y. Anisotropic lithiation onset in silicon nanoparticle anode revealed by in situ graphene liquid cell electron microscopy. ACS Nano. 8 (7), 7478-7485 (2014).
  7. Cheong, J. Y., et al. Growth dynamics of solid electrolyte interphase layer on SnO2 nanotubes realized by graphene liquid cell electron microscopy. Nano Energy. 25, 154-160 (2016).
  8. Lee, K., Shin, S., Degen, T., Lee, W., Yoon, Y. S. In situ analysis of SnO2/Fe2O3/RGO to unravel the structural collapse mechanism and enhanced electrical conductivity for lithium-ion batteries. Nano Energy. 32, 397-407 (2017).
  9. Chang, J. H., et al. Direct realization of complete conversion and agglomeration dynamics of SnO2nanoparticles in liquid electrolyte. ACS Omega. 2 (10), 6329-6336 (2017).
  10. Cheong, J. Y., et al. In Situ High-Resolution Transmission Electron Microscopy (TEM) Observation of SnNanoparticles on SnO2 Nanotubes Under Lithiation. Microscopy Microanalysis. 23 (6), 1107-1115 (2017).
  11. Cheong, J. Y., et al. Revisiting on the effect and role of TiO2 layer thickness on SnO2 for enhanced electrochemical performance for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta. 258, 1140-1148 (2017).
  12. Hwa, Y., Seo, H. K., Yuk, J. M., Cairns, E. J. Freeze-Dried Sulfur-Graphene Oxide-Carbon Nanotube Nanocomposite for High Sulfur-Loading Lithium/Sulfur Cells. Nano Letters. 17 (11), 7086-7094 (2017).
  13. Yuk, J. M., et al. High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells. Science. 336 (6084), 61-64 (2012).
  14. Jeong, M., Yuk, J. M., Lee, J. Y. Observation of Surface Atoms during Platinum Nanocrystal Growth by Monomer Attachment. Chemistry of Materials. 27 (9), 3200-3202 (2015).
  15. Yuk, J. M., et al. Real-Time Observation of Water-Soluble Mineral Precipitation in Aqueous Solution by In situ High-Resolution Electron Microscopy. ACS Nano. 10 (1), 88-92 (2015).
  16. Wang, C., Qiao, Q., Shokuhfar, T., Klie, R. F. High-Resolution Electron Microscopy and Spectroscopy of Ferritin in Biocompatible Graphene Liquid Cells and Graphene Sandwiches. Advanced Materials. 26 (21), 3410-3414 (2014).
  17. Cheong, J. Y., Kim, C., Jang, J. S., Kim, I. -D. Rational design of Sn-based multicomponent anodes for high performance lithium-ion batteries: SnO2@TiO2@reduced graphene oxide nanotubes. RSC Advances. 6 (4), 2920-2925 (2016).
  18. Mel, A. -A., Nakamura, R., Bittencout, C. The Kirkendall effect and nanoscience: hollow nanospheres and nanotubes. Beilstein Journal of Nanotechnology. 6, 1348-1361 (2015).
  19. Cheong, J. Y., Kim, C., Jung, J. -W., Yoon, K. R., Kim, I. -D. Porous SnO2-CuO nanotubes for highly reversible lithium storage. Journal of Power Sources. 373, 11-19 (2018).
  20. Ao, X., et al. Porous Honeycomb-inspired design of ultrafine SnO2@C nanospheres embedded in carbon film as anode materials for high performance lithium- and sodium-ion battery. Journal of Power Sources. 359, 340-348 (2017).
  21. Abellan, P., et al. Probing the Degradation Mechanisms in Electrolyte Solutions for Li-Ion Batteries by in Situ Transmission Electron Microscopy. Nano Letters. 14, 1293-1299 (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة المواد بطارية ليثيوم أيون
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.