Name: Münzzellen-Batteriekammer-Design für Niedertemperatur-Operando-Experimente (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie eine kostengünstige Münzzellen-Batteriekammer für Niedertemperatur-Experimente konstruieren. Dieses Design nutzt Thermoelektrik zur stabilen Temperaturführung und ermöglicht zuverlässige elektrochemische Untersuchungen.

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<ol><li>Rodrigues, M. -T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+materials+perspective+on+Li-ion+batteries+at+extreme+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Energy%22%5BJournal%5D)">A materials perspective on Li-ion batteries at extreme temperatures.</a> Nat Energy. 2 (8), 17108(2017).</li>
<li>Chen, Q., Yang, Z., Zhai, P., Luo, W., Gong, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lithium+batteries+operating+at+wide+temperatures%3A+opportunities+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Lithium batteries operating at wide temperatures: opportunities and challenges.</a> Adv Funct Mater. 35 (13), 2417923(2025).</li>
<li>Zhang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+review+on+low-temperature+Li-ion%2Fmetal+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Critical review on low-temperature Li-ion/metal batteries.</a> Adv Mater. 34 (15), 2107899(2022).</li>
<li>Gupta, A., Manthiram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+advanced+lithium-based+batteries+for+low-temperature+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Energy+Mater%22%5BJournal%5D)">Designing advanced lithium-based batteries for low-temperature conditions.</a> Adv Energy Mater. 10 (38), 2001972(2020).</li>
<li>Hou, J., Yang, M., Wang, D., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+and+challenges+of+lithium+ion+batteries+at+temperatures+between+-40+and+60%C2%B0C%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Energy+Mater%22%5BJournal%5D)">Fundamentals and challenges of lithium ion batteries at temperatures between -40 and 60°C.</a> Adv Energy Mater. 10 (18), 1904152(2020).</li>
<li>Adams, R. A., Varma, A., Pol, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+dependent+electrochemical+performance+of+graphite+anodes+for+K-ion+and+Li-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Temperature dependent electrochemical performance of graphite anodes for K-ion and Li-ion batteries.</a> J Power Sources. 410 - 411 (1), 124-131 (2019).</li>
<li>Yaqub, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+temperature+performance+of+graphite+and+LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2+electrodes+in+Li-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Low temperature performance of graphite and LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 electrodes in Li-ion batteries.</a> J Mater Sci. 49 (22), 7707-7714 (2014).</li>
<li>Luo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lithium-ion+batteries+under+low-temperature+environment%3A+challenges+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Lithium-ion batteries under low-temperature environment: challenges and prospects.</a> Materials. 15 (22), 8166(2022).</li>
<li>Senyshyn, A., Mühlbauer, M. J., Dolotko, O., Ehrenberg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+performance+of+Li-ion+batteries%3A+the+behavior+of+lithiated+graphite%5BTitle%5D)+AND+%22J+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Low-temperature performance of Li-ion batteries: the behavior of lithiated graphite.</a> J Power Sources. 282 (1), 235-240 (2015).</li>
<li>Liao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+temperature+on+charge%2Fdischarge+behaviors+of+LiFePO4+cathode+for+Li-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Effects of temperature on charge/discharge behaviors of LiFePO4 cathode for Li-ion batteries.</a> Electrochim Acta. 60 (1), 269-273 (2012).</li>
<li>Jaguemont, J., Boulon, L., Dubé, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+of+lithium-ion+batteries+used+in+hybrid+and+electric+vehicles+at+cold+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Energy%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review of lithium-ion batteries used in hybrid and electric vehicles at cold temperatures.</a> Appl Energy. 164 (1), 99-114 (2016).</li>
<li>Senol, M., Bayram, I. S., Naderi, Y., Galloway, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+vehicles+under+low+temperatures%3A+a+review+on+battery+performance%2C+charging+needs%2C+and+power+grid+impacts%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Access%22%5BJournal%5D)">Electric vehicles under low temperatures: a review on battery performance, charging needs, and power grid impacts.</a> IEEE Access. 11 (1), 39879-39912 (2023).</li>
<li>Xu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extending+the+low+temperature+operational+limit+of+Li-ion+battery+to+-80%C2%B0C%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Storage+Mater%22%5BJournal%5D)">Extending the low temperature operational limit of Li-ion battery to -80°C.</a> Energy Storage Mater. 23 (1), 383-389 (2019).</li>
<li>Kim, W. -K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+condensation+in+traction+battery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Energies%22%5BJournal%5D)">Water condensation in traction battery systems.</a> Energies. 12 (6), 1171(2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1/4"-20 x 1" Kappenschrauben</td><td>Grainger</td><td>4XE35</td><td>brauchen 9; 8 für Kühlkörper, 1 für den Deckel</td></tr><tr><td>12-V-Lüfter</td><td>Digikey</td><td>2223-CFM-9225C-130-356-ND</td><td>Bedarf 2; verwendet zur Zirkulation von Luft zu Kühlkörpern</td></tr><tr><td>AC zu 12 V 10 A Stecker</td><td>Digikey</td><td>AD-EL-1201200-Z</td><td>wandelt Wandstrom um&NBSP;</td></tr><tr><td>Acetalharz</td><td>McMaster</td><td>8575K148</td><td>1,5" x 6" x 6" Schaft</td></tr><tr><td>Batteriehalter</td><td>Digikey</td><td>36-1086-ND</td><td>Bedarf 4; 2 extra</td></tr><tr><td>Batterieverdrahtungsschieber</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Datenlogging-Thermoelement</td><td>ExTech</td><td>872501-S</td><td>Ein bevorzugtes Thermoelement kann ersetzt werden</td></tr><tr><td>Elektronisches Entwicklungsgremium</td><td>Adafruit</td><td>3000</td><td>siehe Supplemental File 2</td></tr><tr><td>Elektronisches Temepratur-Protokollierungssystem</td><td>Arduino</td><td>A000066</td><td>siehe Supplemental File 2</td></tr><tr><td>Kühlschrank</td><td>Magic Chef</td><td>MCR170BE</td><td>Ein Standardkühlschrank kann als Ersatz verwendet werden</td></tr><tr><td>Dichtungsvorrichtung</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Dichtungsmaterial</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td>5542N125</td></tr><tr><td>Wärmesenker</td><td>Digikey</td><td>345-127709-ND</td><td>Bedarf 1; In zwei Kühlkörper geschnitten</td></tr><tr><td>Kühlkörper-Klemme</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Sofortkleber</td><td>Loctite</td><td>234790</td><td>Auch bekannt als Sekundenkleber</td></tr><tr><td>Deckelhalter</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Lange Kabelbinder</td><td>Digikey</td><td>2162-AL-14-50-0-C-ND</td><td>Packung von 100, brauche 4 oder weniger</td></tr><tr><td>Männlich/weibliches Crimp-Set</td><td>Mouser</td><td>474-PRT-10501</td><td>Brauche 8, sollte auch 4 Ersatzteile bekommen</td></tr><tr><td>EIN/AUS-Controller</td><td>Amazon</td><td>7.38587E+11</td><td>Pack von 2</td></tr><tr><td>Stromversorgung zum 2-Adrig-Stecker</td><td>Digikey</td><td>CP-024A-ND</td><td>Brauche 1</td></tr><tr><td>Protoboard</td><td>Adafruit</td><td>1609</td><td>Brauche 1</td></tr><tr><td>Protoboard-Montierung</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Kurzer Kabelbinder</td><td>Southwire</td><td>BL4M2-C</td><td>Pack von 100</td></tr><tr><td>Siliziumgel</td><td>McMaster</td><td>2189K14</td><td>Verwendet wird, um zusätzliche Feuchtigkeit aufzunehmen</td></tr><tr><td>Silikon</td><td>Loctite</td><td>908570</td><td>brauchen sehr wenig</td></tr><tr><td>Spatenstecker</td><td>McMaster</td><td>7060K79</td><td>Brauche 8, sollte Ersatz bekommen</td></tr><tr><td>Gestufte 22-AWG-Kabel</td><td>Adafruit</td><td>3175</td><td>bevorzugte Verkabelung kann ersetzt werden</td></tr><tr><td>Schalterhalterung</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Temporärer Deckel</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Thermisches Fett</td><td>Wakefield</td><td>120-5</td><td>brauchen sehr wenig</td></tr><tr><td>Thermoelektrische Module</td><td>DigiKey</td><td>102-1682-ND</td><td>Bedarf 2; Herstellerprodukt #: CP85438</td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>ExTech</td><td>EA15</td><td>Ein bevorzugtes Thermometer kann als Ersatz verwendet werden</td></tr><tr><td>Vakuumfett</td><td>DuPont</td><td>2708493</td><td>brauchen sehr wenig</td></tr><tr><td>Draht-zu-Alligator-Wandler</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Verkabelungsstationsunterboden</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr><tr><td>Verkabelungsstation oben</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>3D-gedruckt aus PLA</td></tr></tbody></table>

münzzellen-batteriekammer-design für niedertemperatur-operando-experimente

Coin Cell Battery Chamber Design for Low-temperature Operando Experiments

Münzzellen-Batteriekammer-Design für Niedertemperatur-Operando-Experimente

As we become more reliant on the rechargeable batteries that power our devices, it is becoming increasingly important to understand the capacity and ...

coin-cell-battery-chamber-design-for-low-temperature-operando

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Ein Protokoll zu konstruieren und zu testen Knopfzellen Lithium-Ionen-Batterien wird beschrieben. Die besonderen Verfahren zur Herstellung einer Arbeitselektrode, eine Gegenelektrode Herstellung, Montage einer Zelle in einer Glovebox und Testen der Zelle präsentiert werden.

Bau und Erprobung von Knopfzellen von Lithium Ionen Batterien

Beschreiben wir das Design und die Konstruktion einer elektrochemischen Zelle für die Prüfung der Elektrodenmaterialien unter Verwendung von in situ Neutronenpulverbeugungs (NPD). Wir kommentieren kurz auf alternative in situ NPD Zellkonzepte und Methoden für die Analyse des entsprechenden bei der Verwendung dieser Zelle produziert situ NPD-Daten zu diskutieren.

In Situ Neutronenpulver Mit Maßgeschneiderte Lithium-Ionen-Batterien

Die Verarbeitung nichtwässriger Elektroden ist von zentraler Bedeutung für die Konstruktion von Knopfzellen und die Bewertung neuer Elektrodenchemien für Lithium-Ionen-Batterien. Es wird eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zu den grundlegenden Praktiken gegeben, die als Elektrochemieingenieur bei der Arbeit mit Batterien in einer akademischen Versuchsumgebung erforderlich sind.

Nicht-wässrige Elektroden-Verarbeitung und Bau von Lithium-Ionen-Knopfzellen

Hier beschreiben wir Protokolle zur Herstellung von ionischer Flüssigkeit auf Phosphoniumbasis und Lithium-Bis(trifluormethan)sulfonimid-Salzelektrolyten und zum Zusammenbau einer nicht brennbaren und bei hohen Temperaturen funktionierenden Lithium-Ionen-Knopfzellenbatterie.

Synthese von ionischen Flüssigkeiten Elektrolyte auf Basis, Montage von Li-Ionen-Batterien, und Messungen der Leistung bei hohen Temperaturen

Dieser Artikel beschreibt die Wirkung unterschiedlicher Temperaturen Laden/Entladen auf den Abbau von Lithium Eisen Phosphat-Graphit Pouch-Zellen, mit dem Ziel in der Nähe von real Case-Szenarien simulieren. Insgesamt sind 10 Temperatur-Kombinationen im Bereich von-20 bis 30 ° C untersucht, um die Auswirkungen der Temperatur auf Abbau zu analysieren.

Die Wirkung der Ladung und Entladung Lithium Eisen Phosphat-Graphit-Zellen bei unterschiedlichen Temperaturen auf Abbau

Drei-Elektroden-Zellen eignen sich bei der Untersuchung der Elektrochemie Lithium-Ionen-Batterien. Solch eine elektrochemische Setup ermöglicht die Erscheinungen, die mit der Kathode und Anode entkoppelt und unabhängig geprüft werden. Hier stellen wir eine Anleitung für Bau und Betrieb von einer drei-Elektroden-Knopfzelle mit Schwerpunkt auf Lithium plating-Analytik.

Drei-Elektroden-Münze Zelle Vorbereitung und Galvanisierung Analytics für Lithium-Ionen-Batterien

Low-Grade-Wärme ist reichlich vorhanden, aber seine effiziente Erholung ist immer noch eine große Herausforderung. Wir berichten von einer asymmetrischen thermoelektrochemischen Zelle mit Graphenoxid als Kathode und Polyaniin als Anode mit KCl als Elektrolyt. Diese Zelle arbeitet unter isothermen Erwärmung und weist eine hohe Wärme-Zu-Strom-Umwandlungseffizienz in Niedertemperaturregionen auf.

Asymmetrische thermoelektrochemische Zelle zur Ernte von minderwertiger Wärme im isothermen Betrieb

Kryogene fokussierte Ionenstrahl- (FIB) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) können wichtige Einblicke in die Chemie und Morphologie intakter Fest-Flüssig-Grenzflächen liefern. Methoden zur Erstellung hochwertiger spektroskopischer EDX-Karten (Energy Dispersive X-ray) solcher Grenzflächen werden detailliert beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Energiespeichergeräten liegt.

Nanoskalige Charakterisierung von Flüssig-Fest-Grenzflächen durch Kopplung von kryofokussiertem Ionenstrahlfräsen mit Rasterelektronenmikroskopie und Spektroskopie

Diese Arbeit zielt darauf ab, die Reaktionskinetik von Kathoden- und Anodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien zu bestimmen, die einem thermischen Durchgehen (TR) unterliegen. Simultane thermische Analyse (STA) / Fourier Transform Infrarot (FTIR) Spektrometer/Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) wurden verwendet, um thermische Ereignisse aufzudecken und entwickelte Gase zu detektieren.

Identifizierung und Quantifizierung von Zersetzungsmechanismen in Lithium-Ionen-Batterien; Eingang zur Wärmeflusssimulation zur Modellierung des thermischen Durchgehens

Hier beschreiben wir ein Testverfahren, das entwickelt wurde, um thermisches Durchgehen und Brände in Lithium-Ionen-Zellen durch In-situ-Messungen verschiedener Parameter in einer Klimakammer zu charakterisieren.

In situ Gasanalyse und Brandcharakterisierung von Lithium-Ionen-Zellen während des thermischen Durchgehens in einer Klimakammer

Erfahren Sie, wie Sie eine kostengünstige Münzzellen-Batteriekammer für Niedertemperatur-Experimente konstruieren. Dieses Design nutzt Thermoelektrik zur stabilen Temperaturführung und ermöglicht zuverlässige elektrochemische Untersuchungen.

Münzzellen-Batteriekammer-Design für Niedertemperatur-Operando-Experimente

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