Name: إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة المواد بطارية ليثيوم أيون (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 53 s
Description: تعلم إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة ديناميكيات بطاريات ليثيوم أيون بتقنية الميكروسكوب الإلكتروني النافذ. تتيح هذه الطريقة تصويرًا عالي الدقة للتحولات الطورية والحدودية في المحلول الكهربائي.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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).

1-تجميع الأنابيب النانوية2 سنو اليكتروسبينينج والمعالجة الحرارية اللاحقة17
<ol><li>تعد حلاً اليكتروسبينينج.<ol>
<li>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).</li>
		<li>بعد التحريك ح 2، إضافة ز 0.35 من بوفيدون (PVP) في حل اليكتروسبينينج ويقلب الخليط لآخر ح 6.</li>
	</ol>
</li>
	<li>نفذ اليكتروسبينينج للنانو مركب السلائف/حماية الأصناف النباتية Sn.<ol>
<li>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.</li>
		<li>نقل الحل اليكتروسبينينج لحقنه 10 مل بعرقلة من جانب واحد من المحاقن وترك حل اليكتروسبينينج التدفق في المحاقن.</li>
		<li>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.</li>
		<li>إصلاح الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة المجففة إلى الطبال مع الشريط.</li>
		<li>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.</li>
		<li>إصلاح المحاقن مع الإبرة ز 25 في الجهاز اليكتروسبينينج، ومن ثم، إصلاحها مع الشريط.</li>
		<li>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.</li>
		<li>لفة الرول (100 لفة في الدقيقة) والشروع في البرنامج برنامج اليكتروسبينينج.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
</li>
	<li>إجراء التكليس للنانو مركب السلائف/حماية الأصناف النباتية Sn.<ol>
<li>عند الانتهاء من عملية اليكتروسبينينج كشط النانو نسج على الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة مع الشفرة وتحويلها إلى شكل مربع ألومينا.</li>
		<li>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.</li>
		<li>بعد الإحراق، يبرد الفرن إلى 50 درجة مئوية، وبعد ذلك، نقل العينات المكلس (أي، سنو2 الأنابيب النانوية) قنينة الزجاج (الشكل 1ب).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية
<ol><li>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.<ol>
<li>قص إحباط النحاس (Cu) إلى عرض 10 سم x 30 سم طول، واستخدام الإيثانول، إصلاحه على الركازة زجاج مستطيلة (25 × 15 × 0.5 سم).</li>
		<li>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.</li>
		<li>إضافة 0.16 غرام من الأنابيب النانوية2 سنو في البوتقة. ثم إضافة ثلاث إلى ثماني قطرات الماء دي إلى بوتقة للسماح خلط متجانسة.</li>
		<li>الأرض جميع المكونات في بوتقة لمدة 30 دقيقة للتأكد من أن الطين لزج بما فيه الكفاية أن يلقي كذلك على إحباط Cu.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
</li>
	<li>قم بتجميع خلايا البطارية.<ol>
<li>حرارة الفرن الحراري إلى 150 درجة مئوية. ثم، مكان إحباط Cu ملاط-المدلى بها في الفرن.</li>
		<li>تعبئة الفرن الحراري بفراغ بمضخات الطرد المركزي لتجفيف المذيبات المتبقية في الملاط مع تجنب أكسدة Cu إحباط.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>استخدام نصف خلية لجمعية خلايا البطارية. بعد وضع Cu ملاط-يلقي إحباط في الجزء السفلي من الخلية البطارية، ونقل العينات إلى أنتيتشامبير مربع القفازات.</li>
		<li>فراغ أنتيتشامبير لمدة 30 دقيقة، وبعد ذلك، نقل العينات في الداخل علبة القفازات.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>قياس الجهد الدائرة المفتوحة (القطر) قبل رقمي متعدد وعمر بطارية الخلية عند RT لمد 1-2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>اختبار خلية البطارية الكهروكيميائية.<ol>
<li>حساب وزن المواد النشطة بطرح وزن Cu إحباط عن إحباط Cu الملاط الصب وتقسيمه بجزء المواد النشطة.</li>
		<li>حساب الحالي الذي يحتاج خلية البطارية ليتم تشغيلها بضرب الكثافة الحالية (mA·g-1) بوزن المواد النشطة.</li>
		<li>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.</li>
		<li>تطبيق تيارات مختلفة لكل خلية البطارية لو يتم اختباره في مختلف الكثافات الحالية.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3-إعداد الخلية السائل الجرافين
<ol><li>توليف الجرافين بترسب البخار الكيميائي (الرسوم التعويضية).<ol>
<li>قطع رقائق Cu (نقاء: 99.9%، سماكة: 0.0125 ملم) مع مقص إلى قطع بإبعاد 10 × 3 سم.</li>
		<li>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.</li>
		<li>تحرك Cu إحباط لأنبوب الكوارتز (القطر الخارجي: 40 ملم، وقطرها الداخلي: 36 ملم) معدات الرسوم التعويضية.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>إيقاف تشغيل في 60 sccm CH4 الغاز للحد الأدنى 25 باردة أسفل قاعة الرسوم التعويضية لدورة الرايت CH4 والغازات2 ح في 300 درجة مئوية.</li>
		<li>تأخذ إحباط Cu (الشكل 2) من دائرة الرسوم التعويضية ويبقيه في مجفف.</li>
	</ol>
</li>
	<li>نقل الجرافين.<ol>
<li>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).</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>شفط IPA مع تلميح ميكروبيبيتي متصل بمضخة دوارة. بعد المص، الجاف لإحباط شبكة/Cu الاتحاد الأفريقي عند 50 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>حلج القطن شبكات الاتحاد الأفريقي من المياه دي وتجفيفها ح 6 RT ومع الضغط الجوي.</li>
	</ol>
</li>
	<li>اصطناع الع.<ol>
<li>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.</li>
		<li>نقل شبكات الاتحاد الأفريقي نقل الجرافين وخليط المنحل بالكهرباء في صندوق القفازات التي يتم تعبئة مع ع.</li>
		<li>مكان واحد الجرافين-نقلت شبكة الاتحاد الأفريقي في الجزء السفلي. إسقاط 20 ميليلتر من خليط المنحل بالكهرباء في الشبكة أسفل.</li>
		<li>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).</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4-أداء تيم في الوقت الحقيقي
<ol><li>تحميل الع على حامل تيم واحد وميل تقليدية.<ol>
<li>ضع العينة الأخضر (المرفقة الجرافين نقل الاتحاد الأفريقي الشبكتين) على حامل تيم واحد والميل.</li>
		<li>إذا مكدسة الشبكتين لم تماما، سوف لا يصلح العينة الأخضر في حامل TEM. وفي هذه الحالة، قطع حافة الشبكات الاتحاد الأفريقي مع شفرة حلاقة.</li>
		<li>بعد أن يتم تحميل العينة الأخضر على حامل تيم، وضع صاحب تيم داخل ال والتحقق بعناية من مستوى الفراغ.</li>
	</ol>
</li>
	<li>سجل أشرطة الفيديو في الوقت الحقيقي TEM.<ol>
<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>قم بتشغيل برنامج الفحص المجهري والكاميرا جهاز اقتران (CCD) وفقا لإرشادات الشركة المصنعة.</li>
		<li>اضغط على زر سجل في نافذة الفيديو عالية الوضوح (HD) وسجل رد فعل يحدث في العينة الأخضر.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Sun, Y. -K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+high-energy+cathode+materials+for+advanced+lithium+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanostructured high-energy cathode materials for advanced lithium batteries.</a> Nature Materials. 11 (11), 942-947 (2012).</li>
<li>Manthiram, A., Fu, Y., Chung, S. -H., Zu, C., Su, Y. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rechargeable+Lithium-Sulfur+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Rechargeable Lithium-Sulfur Batteries.</a> Chemical Reviews. 114 (23), 11751-11787 (2014).</li>
<li>Liu, X. H., Huang, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+TEM+electrochemistry+of+anode+materials+in+lithium+ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">In situ TEM electrochemistry of anode materials in lithium ion batteries.</a> Energy Environmental Science. 4 (10), 3844-3860 (2011).</li>
<li>Xie, Z. -H., Jiang, Z., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review-Promises+and+Challenges+of+In+Situ+Transmission+Electron+Microscopy+Electrochemical+Techniques+in+the+Studies+of+Lithium+Ion+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Review-Promises and Challenges of In Situ Transmission Electron Microscopy Electrochemical Techniques in the Studies of Lithium Ion Batteries.</a> Journal of the Electrochemical Society. 164 (9), 2100-2123 (2017).</li>
<li>Tripathi, A. M., Su, W. -N., Hwang, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+analytical+techniques+for+battery+interface+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">In situ analytical techniques for battery interface analysis.</a> Chemical Society Reviews. 47 (3), 736-851 (2018).</li>
<li>Yuk, J. M., Seo, H. K., Choi, J. W., Lee, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+lithiation+onset+in+silicon+nanoparticle+anode+revealed+by+in+situ+graphene+liquid+cell+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Anisotropic lithiation onset in silicon nanoparticle anode revealed by in situ graphene liquid cell electron microscopy.</a> ACS Nano. 8 (7), 7478-7485 (2014).</li>
<li>Cheong, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+dynamics+of+solid+electrolyte+interphase+layer+on+SnO2+nanotubes+realized+by+graphene+liquid+cell+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Energy%22%5BJournal%5D)">Growth dynamics of solid electrolyte interphase layer on SnO2 nanotubes realized by graphene liquid cell electron microscopy.</a> Nano Energy. 25, 154-160 (2016).</li>
<li>Lee, K., Shin, S., Degen, T., Lee, W., Yoon, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+analysis+of+SnO2%2FFe2O3%2FRGO+to+unravel+the+structural+collapse+mechanism+and+enhanced+electrical+conductivity+for+lithium-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Energy%22%5BJournal%5D)">In situ analysis of SnO2/Fe2O3/RGO to unravel the structural collapse mechanism and enhanced electrical conductivity for lithium-ion batteries.</a> Nano Energy. 32, 397-407 (2017).</li>
<li>Chang, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+realization+of+complete+conversion+and+agglomeration+dynamics+of+SnO2nanoparticles+in+liquid+electrolyte%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Direct realization of complete conversion and agglomeration dynamics of SnO2nanoparticles in liquid electrolyte.</a> ACS Omega. 2 (10), 6329-6336 (2017).</li>
<li>Cheong, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+High-Resolution+Transmission+Electron+Microscopy+%28TEM%29+Observation+of+SnNanoparticles+on+SnO2+Nanotubes+Under+Lithiation%5BTitle%5D)+AND+%22Microscopy+Microanalysis%22%5BJournal%5D)">In Situ High-Resolution Transmission Electron Microscopy (TEM) Observation of SnNanoparticles on SnO2 Nanotubes Under Lithiation.</a> Microscopy Microanalysis. 23 (6), 1107-1115 (2017).</li>
<li>Cheong, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revisiting+on+the+effect+and+role+of+TiO2+layer+thickness+on+SnO2+for+enhanced+electrochemical+performance+for+lithium-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Revisiting on the effect and role of TiO2 layer thickness on SnO2 for enhanced electrochemical performance for lithium-ion batteries.</a> Electrochimica Acta. 258, 1140-1148 (2017).</li>
<li>Hwa, Y., Seo, H. K., Yuk, J. M., Cairns, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freeze-Dried+Sulfur-Graphene+Oxide-Carbon+Nanotube+Nanocomposite+for+High+Sulfur-Loading+Lithium%2FSulfur+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Freeze-Dried Sulfur-Graphene Oxide-Carbon Nanotube Nanocomposite for High Sulfur-Loading Lithium/Sulfur Cells.</a> Nano Letters. 17 (11), 7086-7094 (2017).</li>
<li>Yuk, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+EM+of+Colloidal+Nanocrystal+Growth+Using+Graphene+Liquid+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells.</a> Science. 336 (6084), 61-64 (2012).</li>
<li>Jeong, M., Yuk, J. M., Lee, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Surface+Atoms+during+Platinum+Nanocrystal+Growth+by+Monomer+Attachment%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Observation of Surface Atoms during Platinum Nanocrystal Growth by Monomer Attachment.</a> Chemistry of Materials. 27 (9), 3200-3202 (2015).</li>
<li>Yuk, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+Observation+of+Water-Soluble+Mineral+Precipitation+in+Aqueous+Solution+by+In+situ+High-Resolution+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Real-Time Observation of Water-Soluble Mineral Precipitation in Aqueous Solution by In situ High-Resolution Electron Microscopy.</a> ACS Nano. 10 (1), 88-92 (2015).</li>
<li>Wang, C., Qiao, Q., Shokuhfar, T., Klie, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+Electron+Microscopy+and+Spectroscopy+of+Ferritin+in+Biocompatible+Graphene+Liquid+Cells+and+Graphene+Sandwiches%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">High-Resolution Electron Microscopy and Spectroscopy of Ferritin in Biocompatible Graphene Liquid Cells and Graphene Sandwiches.</a> Advanced Materials. 26 (21), 3410-3414 (2014).</li>
<li>Cheong, J. Y., Kim, C., Jang, J. S., Kim, I. -D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rational+design+of+Sn-based+multicomponent+anodes+for+high+performance+lithium-ion+batteries%3A+SnO2%40TiO2%40reduced+graphene+oxide+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Rational design of Sn-based multicomponent anodes for high performance lithium-ion batteries: SnO2@TiO2@reduced graphene oxide nanotubes.</a> RSC Advances. 6 (4), 2920-2925 (2016).</li>
<li>Mel, A. -A., Nakamura, R., Bittencout, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Kirkendall+effect+and+nanoscience%3A+hollow+nanospheres+and+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Beilstein+Journal+of+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">The Kirkendall effect and nanoscience: hollow nanospheres and nanotubes.</a> Beilstein Journal of Nanotechnology. 6, 1348-1361 (2015).</li>
<li>Cheong, J. Y., Kim, C., Jung, J. -W., Yoon, K. R., Kim, I. -D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+SnO2-CuO+nanotubes+for+highly+reversible+lithium+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Porous SnO2-CuO nanotubes for highly reversible lithium storage.</a> Journal of Power Sources. 373, 11-19 (2018).</li>
<li>Ao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+Honeycomb-inspired+design+of+ultrafine+SnO2%40C+nanospheres+embedded+in+carbon+film+as+anode+materials+for+high+performance+lithium-+and+sodium-ion+battery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Porous Honeycomb-inspired design of ultrafine SnO2@C nanospheres embedded in carbon film as anode materials for high performance lithium- and sodium-ion battery.</a> Journal of Power Sources. 359, 340-348 (2017).</li>
<li>Abellan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+Degradation+Mechanisms+in+Electrolyte+Solutions+for+Li-Ion+Batteries+by+in+Situ+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Probing the Degradation Mechanisms in Electrolyte Solutions for Li-Ion Batteries by in Situ Transmission Electron Microscopy.</a> Nano Letters. 14, 1293-1299 (2014).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

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 (...

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.

<table><tbody><tr><td>كلوريد القصدير ثنائي هيرات</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 10025-69-1</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>الإيثانول</td><td>Merck</td><td>CAS 64-17-5</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>ثنائي ميثيل فورماميد</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>CAS 68-12-2</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>Polyvinylpyrrolidone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 9003-39-8</td><td>في زجاجة</td></tr><tr><td>بلاستيكية جهاز اختبار الخلية</td><td>KOREA THERMO-TECH</td><td>جهاز اختبار الخلايا Maccor Series 4000</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>WonaTech</td><td>WBCS4000</td><td></td></tr><tr><td>بيركلورات الصوديوم</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 7601-89-0</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>25 إبرة</td><td>قياس Hwa-In Science Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1.3 متر من سداسي فلورو فوسفات الليثيوم (LiPF6) مذاب في EC / DEC مع 10٪ بالوزن من FEC</td><td>PANAX ETEC</td><td></td><td>في زجاجة من الفولاذ المقاوم</td></tr><tr><td>للصدأ كربونات البروبيلين</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CAS 108-32-7</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>Super P Carbon Black</td><td>Alfa-Aesar</td><td>CAS 1333-86-4</td><td>في زجاجة زجاجية</td></tr><tr><td>مكونات الخلية (الخلية السفلية ، الخلية العلوية ، الفاصل ، الحشية ، الزنبرك ، الفاصل)</td><td>Wellcos Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cell Punch</td><td>Wellcos Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>صندوق القفازات</td><td>تكنولوجيا الأكسجين الرطب (MOTEK)</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>فرن الصندوق</td><td>Naytech</td><td>Vulcan 3-550</td><td></td></tr><tr><td>جهاز الغزل الكهربائي</td><td>NanoNC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>حمض الهيدروفلوريك</td><td>Junsei</td><td>84045-0350</td><td>85٪</td></tr> <tr><td>رقائق</td> <td>النحاسAlfaaesar</td><td>38381</td><td>نحاس Thinfoil ، سمك 0.0125 مم ، 99.9٪</td></tr> <tr><td>الكربون المقدس Au grid</td><td>SPI</td><td>Quantifoil R2 / 2 شبكات الكربون هولي الدقيقة ، 300 شبكة الذهب</td><td>Quantifoil R2 / 2 شبكات الكربون هولي الدقيقة ، 300 شبكة ذهبية</td></tr><tr><td>إيزوبروفيل ألكول</td><td>سيجمالدريتش</td><td>W292907</td><td>99.70٪</td></tr> <tr><td>بيرسلفات الأمونيوم</td><td>سيجماألدريتش</td><td></td><td>248614 98٪</td></tr> <tr><td>إلكترون ناقل الحركة مجهر (TEM)</td> <td>JEOL</td><td>JEOL JEM 3010</td><td>300 كيلو فولت</td></tr><tr><td>استهلاك البخار الكيميائي (CVD) جهاز</td> <td>Scientech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Charge المقترن (CCD) منظف</td> البلازما <td>Gatan</td><td>Orius SC200</td><td></td></tr><tr><td></td><td>برنامج الغزل الكهربائي Femtoscience</td><td>VITA</td><td></td></tr><tr><td></td><td>روبوت NanoNC</td><td>NanoNC</td><td></td></tr></tbody></table> eS- روبوت

إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة المواد بطارية ليثيوم أيون

Preparation of Graphene Liquid Cells for the Observation of Lithium-ion Battery Material

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.

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...

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.

In this work, we introduce the preparation of graphene liquid cells (GLCs), encapsulating both electrode materials and organic liquid electrolytes between ...

هذه الخلية السائلة الجرافين تمكن المجهر الإرسال الإلكتروني لهذه الديناميات في المنحل بالكهرباء السائلة. ويمكن لهذه الديناميات أن توفر معلومات غنية عن آليات عمل بطاريات الليثيوم أيون وتساهم في تصميم أجهزة البطاريات المتقدمة. مزايا الخلية السائلة الجرافين هو أنه يسمح التصوير TEM في المنحل بالكهرباء السائلة توفير دقة مكانية جيدة وتباين التصوير عالية.بالإضافة إلى جودة متفوقة للصورة ، فإنه يمكن أيضا توفير معلومات عن مختلف مراحل المورفولوجية والتحولات بين الطوائف. مع بروتوكول مكتوب فقط، من الصعب اتباع هذه الطريقة لأن العديد من الخطوات التقنية تتم يدوياً. وهناك الكثير من المهارات تتطلب الدقة والدقة، حيث ينصح بشدة استخدام الصبر.على الرغم من اتباع كل بروتوكول بشكل صحيح، لا يزال بإمكانك تفشل التجربة لأن التعامل مع الجرافين وشبكات نقل الجرافين أمر صعب. للبدء، قم بإعداد الحل الكهربائي كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب. تحويلها إلى حقنة 10 ملليلتر وتجهيز الحقنة مع إبرة قياس 25.ثم غسل الهدف. اتخاذ قطعة مستطيلة من الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة وغسلها بالماء ديونيد، تليها الإيثانول. كرر هذه العملية مرتين إلى خمس مرات.مرة واحدة نظيفة، والهواء الجافة الصلب في 60 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. مرة واحدة الجافة، إصلاح الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة على الطبال مع الشريط. بعد ذلك، افتح برنامج وحدة التحكم الكهربائية وأدخل معدل تدفق 10 ميكرولترات في الدقيقة الواحدة، مما يتطلب حجم حل إجمالي قدره 5 ملليلترات.إصلاح حقنة مع إبرة قياس 25 في جهاز electrospinning واستخدام الشريط لإصلاحه في مكان. الآن اضغط على حقنة نحو جامع حتى تتدفق حل electrospinning بشكل جيد من خلال إبرة قياس 25. ثم قم بتوصيل طرف الإبرة بمقاطع التماسيح المزدوجة التي ترتبط أيضًا بجامع.قبل بدء برنامج electrospinning، قم بتشغيل الأسطوانة وتدور في المجمع في 100 دورة في الدقيقة. ثم قم ببدء برنامج الالكتروسبينينغ. عندما يبدأ الغزل، تعدل الجهد المطبق إلى 16 كيلوفولت بحيث أشكال مخروط تايلور.عندما يتم الانتهاء من عملية electrospinning، الخردة كما نسج الألياف النانوية على الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة مع شفرة حلاقة ونقلها إلى مربع الألومينا. ثم أدخل مربع الألومينا في الفرن مربع وتعيين شروط المعالجة الحرارية للفرن مربع. بعد التكليس، يبرد الفرن إلى 50 درجة مئوية ثم نقل الأنابيب النانوية المكلس إلى قارورة زجاجية.للبدء، وإعداد الملاط القطب. وضعه على الجانب العلوي من احباط النحاس على الركيزة الزجاجية ويلقي بالتساوي إلى سمك حوالي 60 ميكرون باستخدام بكرة الصب. ثم الهواء الجاف الطين يلقي احباط في 60 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.مرة واحدة الجافة، وختم داخل كيس من البلاستيك حتى جاهزة لتجميع الخلية. لبدء تجميع الخلايا، سخني فرن حراري إلى 150 درجة مئوية ووضع رقائق النحاس الطينية في الفرن. سحب الفراغ في الفرن باستخدام مضخة دوارة لتجفيف المذيبات المتبقية في الطين مع تجنب أكسدة رقائق النحاس.بعد تسخين الطين الطين النحاس احباط في 150 درجة مئوية لمدة ساعتين، وإعادة ملء الفرن الحراري مع الهواء عن طريق إغلاق خط الفراغ وفتح خط تنفيس في مضخة دوارة لفتح الغرفة. ثم تأخذ الطين النحاس يلقي احباط من الغرفة ولكمة مع لكمة دائرة. تزن الطين اللكمة يلقي احباط النحاس.استخدام نصف خلية لتجميع خلايا البطارية ووضع الطين الطين النحاس الزهر احباط في الجزء السفلي من خلية البطارية. ثم نقل العينات إلى غرفة قبل من مربع القفازات. فراغ قبل الغرفة لمدة 30 دقيقة ومن ثم نقل العينات إلى داخل مربع القفازات.في مربع القفازات، وتجميع خلايا البطارية، بدءا من خلية البطارية السفلي، ثم الطين يلقي النحاس احباط، والفاصل، طوقا، وفاصل، والربيع، وأخيرا، خلية البطارية العلوي. استخدم جهاز ضغط لضغط خلية البطارية في خلية بطارية كاملة. ثم حرك خلايا البطارية إلى غرفة ما قبل صندوق القفازات.بمجرد أن يتم تحرير الفراغ، قم بإزالة خلايا البطارية من صندوق القفازات. العمر البطارية في درجة حرارة الغرفة لمدة يوم إلى يومين. ثم قم بإدراج الخلايا في اختبار خلية البطارية.حساب الحالي المناسب ثم قم بتطبيق الحالي المناسب لكل خلية البطارية باستخدام برنامج اختبار خلية البطارية. للبدء ، توليف الجرافين عن طريق ترسب البخار الكيميائي واستخدام زوج من مقص لخفض رقائق النحاس مع الجرافين إلى ثلاثة مربعات في ثلاثة ملليمترات. ضع أربع قطع رقائق نحاسية بين منزلتين زجاجيتين واضغطي لجعلها مسطحة.المكان التالي شبكات الذهب الكربون بالكامل على كل قطعة من رقائق النحاس. إسقاط 20 ميكرولترات من الكحول ايزوبروبيل على شبكة الذهب النحاس احباط التحرير والسرد. ثم إزالة الكحول وتجفيف العينة في 50 درجة مئوية لمدة خمس دقائق.المقبل تنظيف ستة سنتمتر الزجاج طبق بيتري مع الكحول ايزوبروبيل والمياه ديونيد لتجنب التلوث مع جزيئات السيليكون. ثم إضافة عشرة ملليلترات من 0.1 الزمر البيرسولات الأمونيوم إلى الطبق وحفر رقائق النحاس. احتضان العينة في الحل لمدة ست ساعات.استخدام حلقة البلاتين لنقل شبكات الذهب إلى طبق بيتري الزجاج مليئة المياه الأيونية والحرارة إلى 50 درجة مئوية من أجل إزالة تماما أي الملوثات المتبقية من المحفورة. ثم إزالة الشبكات وتجفيفها لمدة ست ساعات في درجة حرارة الغرفة. إعداد خليط المنحل بالكهرباء ولأنابيب النانوية عن طريق تشتيت 0.06 غرام من مسحوق الأنابيب النانوية في 10 ملليلتر من المنحل بالكهرباء، والذي يتكون من 1.3 من سداسي فلوريفوروفوسبات الليثيوم الضرس والكربونات الإيثيلينية و كربونات الدي إيثيلين بنسبة 3 إلى 7 أحجام مع 10 في المائة من وزن كربونات الفلور إيثيلين.ثم نقل الجرافين نقل الشبكات وخليط المنحل بالكهرباء في مربع القفازات التي تمتلئ الأرجون. لتجميع الخلية، أول مكان شبكة واحدة في الأسفل. ثم إسقاط 20 ميكرولترات من خليط المنحل بالكهرباء على الشبكة السفلية.استخدام بسرعة زوج من ملاقط لوضع شبكة أخرى على رأس الشبكة السفلية قبل يجف المنحل بالكهرباء. جفف العينة داخل صندوق القفازات لمدة 30 دقيقة ، يتم خلالها تغليف السائل تلقائيًا بين ورقتي الجرافين أثناء تجفه. وتظهر هنا في صورة SEM الأنابيب النانوية ذات أكسيد القصدير iv التي يتم تصنيعها بواسطة electrospinning والتكليس اللاحقة.TEM يبين أن هذه المواقع المسامية هي أكثر وضوحا بصريا، المشار إليها من قبل عدد من البقع البيضاء داخل الأنابيب النانوية. وذلك لأن الهياكل الكريستالية من القصدير الرابع أكسيد هي هياكل الكسيتريتيت البوليبلوري. من حيث الخصائص الكهروكيميائية من الأنابيب النانوية أكسيد القصدير الرابع ، فإن ملف تعريف الشحن والتفريغ يعرض ملامح الجهد المستقر مع كفاءة كولومبيك أولية بنسبة 67.8 ٪ يمكن أن تعزى هضبة الجهد ، الموجودة عند 0.9 فولت ، إلى رد فعل المرحلة الثانية.القصدير الرابع أكسيد الأنابيب النانوية المعرض ركوب الدراجات مستقرة في 500 مللي أمبير في غرام مع كفاءة كولومبيك فوق 98٪، بالإضافة إلى ذلك، الأنابيب النانوية تحتفظ قدرة كبيرة، حتى في كثافة عالية التيار من 1، 000 مللي أمبير في غرام. يظهر فيديو TEM لسلسلة زمنية من الخلايا السائلة الجرافين في جيوب سائلة متعددة تتراوح أحجامها من 300-400 نانومتر. من خلال إشعاعات الشعاع المستمر لشعاع الإلكترون، تؤدي الإلكترونات المذابة والراديكاليات إلى تفاعل ثانوي مع الملح والمذيبات.هنا لوحظ تحلل المنحل بالكهرباء وتشكيل طبقة SEI في المرحلة الأولى. خذ المزيد من الحذر عند التعامل مع الجرافين وشبكة TEM. إذا كنت لا تتعامل مع الجرافين والشبكة بشكل صحيح ، يمكن أن تتضرر بسهولة.في تجميع الخلايا، من المهم ضغط الخلية بإحكام بحيث لا يخرج المنحل بالكهرباء من الخلايا. ويمكن أيضا استخدام هذا الإجراء في مراقبة ديناميات بطاريات الصوديوم أيون، وبطاريات المغنيسيوم أيون، والبطاريات الثانوية أيون.

preparation-graphene-liquid-cells-for-observation-lithium-ion-battery

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

يوصف بروتوكول لبناء واختبار خلايا عملة من بطاريات ليثيوم أيون. وتعرض لإجراءات محددة لجعل القطب العمل، وإعداد القطب المضاد، وتجميع خلية داخل صندوق قفازات واختبار الخلية.

بناء واختبار خلايا كوين من بطاريات ليثيوم ايون

بطاريات ليثيوم أيون قابلة للاشتعال تستخدم الشوارد العضوية المتطايرة والتي هي مناسبة لتطبيقات درجة الحرارة المحيطة. وثمة بديل أكثر أمانا لالشوارد العضوية هي بطاريات بوليمر صلبة. بطاريات بوليمر صلبة تعمل بأمان في درجات حرارة عالية (&gt; 120 ° C)، مما يجعلها تنطبق على التطبيقات ارتفاع في درجة الحرارة مثل التنقيب عن النفط العميقة والسيارات الكهربائية الهجينة. وستناقش هذه الورقة (أ) تركيب البوليمر، (ب) آلية التوصيل البوليمر، و (ج) توفير الدراجات درجة الحرارة لكل من البوليمر الصلبة والشوارد العضوية.

الحالة الصلبة الشوارد كوبوليمر الكسب غير المشروع ليثيوم تطبيقات البطارية

وصفنا استخدام السنكروتروني الأشعة السينية طيف الامتصاص (XAS) وحيود الأشعة السينية (XRD) تقنيات لبحث تفاصيل العمليات إقحام / deintercalation في المواد الكهربائي ليثيوم أيون وبطاريات أيون الصوديوم. كل من في الموقع، وتستخدم التجارب خارج الموقع لفهم السلوك الهيكلية المناسبة لتشغيل الأجهزة...

توصيف مواد الكهربائي للبطاريات ليثيوم ايون وايون الصوديوم عن طريق تقنيات الإشعاع السنكروترون

وصفنا تصميم وبناء خلية كهروكيميائية لفحص المواد الكهربائي باستخدام الموقعي حيود النيوترونات مسحوق (NPD) في. نحن أعلق بإيجاز على بديل تصاميم خلية NPD في الموقع ومناقشة أساليب لتحليل المقابلة بيانات NPD الموقع المنتجة باستخدام هذه الخلية في.

في الموقع النيوتروني مسحوق حيود عن طريق تفصيل بطاريات ليثيوم أيون

تعد معالجة القطب الكهربائي غير المائي &lt; p class = 'jove_content'&gt; أمرا أساسيا لبناء خلايا العملة المعدنية وتقييم كيمياء الأقطاب الكهربائية الجديدة لبطاريات الليثيوم أيون. يتم تقديم دليل تفصيلي للممارسات الأساسية اللازمة كمهندس كهروكيميائي يعمل مع البطاريات في بيئة تجريبية أكاديمية.

تجهيز الكهربائي غير مائي وبناء خلايا بطارية ليثيوم أيون كوين

يتم تقديم بروتوكول للاختبار الكهروكيميائي لبطارية Li-O2 aprotic مع تحضير الأقطاب الكهربائية والإلكتروليتات ومقدمة لطرق التوصيف المستخدمة بشكل متكرر هنا.

بروتوكول الكهروكيميائية اختبار وتوصيف ابروتوني لي-O<sub&gt; 2</sub&gt; البطارية

هنا ، نصف بروتوكولات لإعداد سائل أيوني قائم على الفوسفونيوم وإلكتروليتات ملح الليثيوم مثنائي (ثلاثي فلوروميثان) سلفونيميد ، وتجميع بطارية خلية ليثيوم أيون تعمل بدرجة حرارة عالية غير قابلة للاشتعال.

توليف أيوني السائل القائم المنحلات بالكهرباء، جمعية بطاريات ليثيوم أيون، وقياسات الأداء عند درجات حرارة عالية

يمكن استخدام الجرافين الخلية السائلة الميكروسكوب الإلكتروني لمراقبة ديناميات نانوكريستال في بيئة سائلة مع القرار المكانية أكبر من تقنيات الميكروسكوب الإلكتروني الخلية السائلة الأخرى. النقش premade نانوكريستالس ويلي شكلها استخدام الجرافين سائل الخلية "مجهر إلكتروني" يمكن أن تسفر عن معلومات ميكانيكية هامة حول التحولات نانوحبيبات.

استخدام الجرافين سائل الخلية مجهر إلكتروني لدراسة في الموقع النقش نانوكريستال

قطب كهربائي ثلاث خلايا مفيدة في دراسة الكيمياء الكهربائية بطاريات ليثيوم أيون. يسمح هذا إعداد الكهروكيميائية الظواهر المرتبطة بالكاثود والانود أن تنفصل وبحثها بشكل مستقل. نقدم هنا، دليل لبناء واستخدام خلية عمله ثلاثة قطب كهربائي مع التركيز على الليثيوم تصفيح تحليلات.

إعداد الخلية عمله ثلاثة-القطب وتحليلات اليكتروديبوسيشن لبطاريات الليثيوم أيون

ويُقدَّم بروتوكول لإعداد الخلايا السائلة المجهرية المدعومة بالجرافين من أجل الفحص المجهري الإلكتروني للبلورات النانوية الذهبية في الموقع من محلول سلائف HAuCl4. وعلاوة على ذلك، يُقدَّم إجراء تحليلي لتحديد كمية الديناميات الملاحظة للنقش والنمو.

إعداد الخلايا السائلة ميكروويل المدعومة بالجرافين للتصوير المجهري الإلكتروني للإرسال في الموقع

يهدف هذا العمل إلى تحديد حركية التفاعل لكاثود بطارية Li-ion ومواد الأنود التي تخضع للهروب الحراري (TR). تم استخدام التحليل الحراري المتزامن (STA) / مطياف الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) / قياس الطيف الكتلي لكروماتوغرافيا الغاز (GC-MS) للكشف عن الأحداث الحرارية والكشف عن الغازات المتصاعدة.

تحديد وقياس آليات التحلل في بطاريات الليثيوم أيون ؛ مدخلات لمحاكاة تدفق الحرارة لنمذجة الهروب الحراري

تعلم إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة ديناميكيات بطاريات ليثيوم أيون بتقنية الميكروسكوب الإلكتروني النافذ. تتيح هذه الطريقة تصويرًا عالي الدقة للتحولات الطورية والحدودية في المحلول الكهربائي.

إعداد خلايا السائل الجرافين لمراقبة المواد بطارية ليثيوم أيون

استكشف المزيد من الفيديوهات