Name: Diseño de cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Aprende a diseñar cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura utilizando módulos termoeléctricos. Este método económico permite investigar el rendimiento de baterías en frío de forma confiable.

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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>Tornillos de tapa de 1/4"-20 x 1"</td><td>Grainger</td><td>4XE35</td><td>necesidad 9; 8 para disipadores de calor, 1 para tapa</td></tr><tr><td>Ventiladores de 12 V</td><td>Digikey</td><td>2223-CFM-9225C-130-356-ND</td><td>necesidad 2; Usado para circular el aire hacia disipadores de calor</td></tr><tr><td>Conector de CA a 12 V 10 A</td><td>Digikey</td><td>AD-EL-1201200-Z</td><td>convierte wall power&nbsp;</td></tr><tr><td>Resina acetal</td><td>McMaster</td><td>8575K148</td><td>Culata de 1,5" x 6" x 6"</td></tr><tr><td>Portapilas</td><td>Digikey</td><td>36-1086-ND</td><td>necesitan 4; 2 extra</td></tr><tr><td>Deslizador de cableado de batería</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Registro de datos del termopar</td><td>ExTech</td><td>872501-S</td><td>Se puede sustituir por un termopar preferido</td></tr><tr><td>Junta de Desarrollo Electrónico</td><td>Adafruit</td><td>3000</td><td>véase Archivo Suplementario 2</td></tr><tr><td>Sistema de registro electrónico de temeprature</td><td>Arduino</td><td>A000066</td><td>véase Archivo Suplementario 2</td></tr><tr><td>Frigorífico</td><td>Chef Mágico</td><td>MCR170BE</td><td>Se puede sustituir por un frigorífico estándar</td></tr><tr><td>Plantilla de junta</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Material de la junta</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td>5542N125</td></tr><tr><td>Disipador de calor</td><td>Digikey</td><td>345-127709-ND</td><td>necesidad 1; cortado en 2 disipadores de calor</td></tr><tr><td>Abrazadera del disipador de calor</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Pegamento instantáneo</td><td>Loctite</td><td>234790</td><td>También conocido como Super Glue</td></tr><tr><td>Soporte de tapa</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Brida larga</td><td>Digikey</td><td>2162-AL-14-50-0-C-ND</td><td>Paquete de 100, necesito 4 o menos</td></tr><tr><td>Juego de crimpado masculino/femenino</td><td>Mouser</td><td>474-PRT-10501</td><td>necesito 8, también debería tener 4 repuestos</td></tr><tr><td>Controlador ON/OFF</td><td>Amazon</td><td>7.38587E+11</td><td>grupo de 2</td></tr><tr><td>Fuente de alimentación a conector de 2 hilos</td><td>Digikey</td><td>CP-024A-ND</td><td>Necesito 1</td></tr><tr><td>Protoboard</td><td>Adafruit</td><td>1609</td><td>Necesito 1</td></tr><tr><td>Montaje Protoboard</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Brida corta</td><td>Southwire</td><td>BL4M2-C</td><td>Paquete de 100</td></tr><tr><td>Gel de sílice</td><td>McMaster</td><td>2189K14</td><td>usado para absorber cualquier humedad adicional</td></tr><tr><td>Silicona</td><td>Loctite</td><td>908570</td><td>Necesito muy poco</td></tr><tr><td>Conectores de pala</td><td>McMaster</td><td>7060K79</td><td>necesito 8, debería conseguir repuestos</td></tr><tr><td>Cables trenzados de 22 AWG</td><td>Adafruit</td><td>3175</td><td>Se puede sustituir por el cableado preferido</td></tr><tr><td>Soporte de interruptor</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Tapa temporal</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Grasa térmica</td><td>Wakefield</td><td>120-5</td><td>Necesito muy poco</td></tr><tr><td>Módulos termoeléctricos</td><td>DigiKey</td><td>102-1682-ND</td><td>necesidad 2; Producto del fabricante #: CP85438</td></tr><tr><td>Termómetro</td><td>ExTech</td><td>EA15</td><td>Se puede sustituir por un termómetro preferido</td></tr><tr><td>Grasa al vacío</td><td>DuPont</td><td>2708493</td><td>Necesito muy poco</td></tr><tr><td>Convertidor de cable a caimán</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Fondo de la estación de cableado</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr><tr><td>Parte superior de la estación de cableado</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Impreso en 3D desde PLA</td></tr></tbody></table>

diseño de cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura

Coin Cell Battery Chamber Design for Low-temperature Operando Experiments

Diseño de cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura

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

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

Un protocolo para construir y poner a prueba las células de la moneda de baterías de iones de litio se describe. Los procedimientos específicos de toma de un electrodo de trabajo, la preparación de un contra-electrodo, montaje de una celda dentro de una caja de guantes y probar la celda se presentan.

Construcción y verificación de las células de la moneda de baterías de ion de litio

Se describe el diseño y construcción de una celda electroquímica para el examen de los materiales de los electrodos utilizando en difracción de polvo de neutrones situ (NPD). Comentamos brevemente alternativo en los diseños de los teléfonos NPD situ y discuten los métodos para el análisis de la correspondiente en los datos de NPD situ producidos usando esta celda.

In Situ de neutrones polvo Difracción Uso de baterías de litio-ion por encargo

El procesamiento de electrodos no acuosos es fundamental para la construcción de pilas de botón y la evaluación de nuevas químicas de electrodos para baterías de iones de litio. Se proporciona una guía paso a paso de las prácticas básicas necesarias para un ingeniero electroquímico que trabaja con baterías en un entorno experimental académico.

Procesamiento de electrodos no acuoso y Construcción de células de iones de litio de la moneda

Aquí, describimos protocolos para preparar electrolitos de sal de bis(trifluorometano)sulfonimida líquidos iónicos a base de fosfonio, y ensamblar una batería de celda de botón de iones de litio no inflamable y que funcione a alta temperatura.

Síntesis de líquidos iónicos electrolitos basados, Montaje de baterías de ion-litio, y mediciones de rendimiento a temperaturas elevadas

Este artículo describe el efecto de diferentes temperaturas de carga y descarga en la degradación de litio hierro fosfato y grafito bolsa las células, con el objetivo de simular cerca de escenarios de caso verdadero. En total, 10 combinaciones de temperatura y se investigan en el rango -20 a 30 ° C con el fin de analizar el impacto de la temperatura sobre la degradación.

El efecto de la carga y descarga de pilas de litio hierro fosfato y grafito a diferentes temperaturas sobre la degradación de

Las células de tres electrodos son útiles en el estudio de la electroquímica de baterías de iones de litio. Tan una configuración electroquímica permite que los fenómenos asociados con el cátodo y el ánodo se desemparejan y examinado independientemente. Aquí, presentamos a una guía para la construcción y uso de una celda de tres electrodos moneda con énfasis en el análisis de la galjanoplastia del litio.

Moneda de tres electrodos célula preparación y análisis de electrodeposición para baterías de iones de litio

El calor de bajo grado es abundante, pero su recuperación eficiente sigue siendo un gran desafío. Reportamos una célula termelectroquímica asimétrica usando óxido de grafeno como cátodo y polianilina como ánodo con KCl como electrolito. Esta célula trabaja bajo calefacción isotérmica, exhibiendo una alta eficiencia de conversión de calor a electricidad en regiones de baja temperatura.

Célula termoelectroquímica asimétrica para la cosecha de calor de bajo grado bajo operación isotérmica

Las técnicas de haz de iones enfocados criogénicos (FIB) y microscopía electrónica de barrido (SEM) pueden proporcionar información clave sobre la química y la morfología de las interfaces sólido-líquido intactas. Se detallan los métodos para preparar mapas espectroscópicos de rayos X de dispersión de energía (EDX) de alta calidad de dichas interfaces, con un enfoque en los dispositivos de almacenamiento de energía.

Caracterización a nanoescala de interfaces líquido-sólido mediante el acoplamiento de fresado de haz de iones crioenfocado con microscopía electrónica de barrido y espectroscopía

Este trabajo tiene como objetivo determinar la cinética de reacción del cátodo de la batería de iones de litio y los materiales del ánodo sometidos a fuga térmica (TR). Se utilizó el espectrómetro de análisis térmico simultáneo (STA) / espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) / espectrometría de masas de cromatografía de gases (GC-MS) para revelar eventos térmicos y detectar gases evolucionados.

identificación y cuantificación de mecanismos de descomposición en baterías de iones de litio; Entrada a la simulación de flujo de calor para modelar la fuga térmica

Aquí, describimos un procedimiento de prueba desarrollado para caracterizar la fuga térmica y los incendios en celdas de iones de litio a través de mediciones in situ de varios parámetros en una cámara ambiental.

In situ Análisis de gases y caracterización del fuego de celdas de iones de litio durante la fuga térmica utilizando una cámara ambiental

Aprende a diseñar cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura utilizando módulos termoeléctricos. Este método económico permite investigar el rendimiento de baterías en frío de forma confiable.

Diseño de cámaras de pilas de moneda para experimentos de operando a baja temperatura

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