Name: Conception de chambre de batterie à pile à pièces pour des expériences d’opérando à basse température (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Découvrez la conception d'une chambre de cyclage à basse température pour piles bouton 2032 utilisant des modules thermoélectriques. Cette méthode économique permet des expériences d'électrochimie fiables en environnement peu humide.

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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>Vis à capuchon 1/4 »-20 x 1 »</td><td>Grainger</td><td>4XE35</td><td>besoin de 9 ; 8 pour les dissipateurs thermiques, 1 pour le couvercle</td></tr><tr><td>Ventilateurs 12 V</td><td>Digikey</td><td>2223-CFM-9225C-130-356-ND</td><td>besoin de 2 ; Utilisé pour faire circuler l’air vers les dissipateurs thermiques</td></tr><tr><td>Connecteur AC vers 12 V 10 A</td><td>Digikey</td><td>AD-EL-1201200-Z</td><td>Convertit l’énergie murale & NBSP ;</td></tr><tr><td>Résine acétale</td><td>McMaster</td><td>8575K148</td><td>Crosse 1,5 » x 6 » x 6 »</td></tr><tr><td>Supports de batterie</td><td>Digikey</td><td>36-1086-ND</td><td>besoin de 4 ; 2 en plus</td></tr><tr><td>Curseur de câblage de batterie</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Datalogging Thermocouple</td><td>ExTech</td><td>872501-S</td><td>Un thermocouple préféré peut être remplacé</td></tr><tr><td>Conseil de développement électronique</td><td>Adafruit</td><td>3000</td><td>voir Fichier Supplémentaire 2</td></tr><tr><td>Système de journalisation électronique de la Téméprature</td><td>Arduino</td><td>A000066</td><td>voir Fichier Supplémentaire 2</td></tr><tr><td>Frigo</td><td>Chef Magique</td><td>MCR170BE</td><td>Un réfrigérateur standard peut être remplacé</td></tr><tr><td>Gabarit de joint</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Matériau du joint</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td>5542N125</td></tr><tr><td>Dissipateur thermique</td><td>Digikey</td><td>345-127709-ND</td><td>besoin 1 ; Découpé en 2 dissipateurs thermiques</td></tr><tr><td>Pince de dissipateur thermique</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Colle instantanée</td><td>Loctite</td><td>234790</td><td>Aussi connu sous le nom de Super Glue</td></tr><tr><td>Porte-couvercle</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Collier de serrage long</td><td>Digikey</td><td>2162-AL-14-50-0-C-ND</td><td>Pack de 100, il en faut 4 ou moins</td></tr><tr><td>Ensemble de sertissage homme/femme</td><td>Mouser</td><td>474-PRT-10501</td><td>J’en ai besoin de 8, je devrais aussi avoir 4 pièces de rechange</td></tr><tr><td>Contrôleur ON/OFF</td><td>Amazon</td><td>7.38587E+11</td><td>Pack de 2</td></tr><tr><td>Alimentation vers un connecteur à 2 fils</td><td>Digikey</td><td>CP-024A-ND</td><td>besoin 1</td></tr><tr><td>Protoboard</td><td>Adafruit</td><td>1609</td><td>besoin 1</td></tr><tr><td>Protoboard Mount</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Collier de serrage court</td><td>Southwire</td><td>BL4M2-C</td><td>Pack de 100</td></tr><tr><td>Gel de silice</td><td>McMaster</td><td>2189K14</td><td>utilisé pour absorber toute humidité supplémentaire</td></tr><tr><td>Silicone</td><td>Loctite</td><td>908570</td><td>Il faut très peu</td></tr><tr><td>Connecteurs à pelle</td><td>McMaster</td><td>7060K79</td><td>J’en ai besoin de 8, je devrais prendre des pièces de rechange</td></tr><tr><td>Fils bribrés 22 AWG</td><td>Adafruit</td><td>3175</td><td>Le câblage préféré peut être remplacé</td></tr><tr><td>Support d’interrupteur</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Couvercle temporaire</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Graisse thermique</td><td>Wakefield</td><td>120-5</td><td>Il faut très peu</td></tr><tr><td>Modules thermoélectriques</td><td>DigiKey</td><td>102-1682-ND</td><td>besoin de 2 ; Produit du fabricant # : CP85438</td></tr><tr><td>Thermomètre</td><td>ExTech</td><td>EA15</td><td>Un thermomètre préféré peut être substitué</td></tr><tr><td>Graisse sous vide</td><td>DuPont</td><td>2708493</td><td>Il faut très peu</td></tr><tr><td>Convertisseur fil-alligator</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Fond de la station de câblage</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr><tr><td>Haut de la station de câblage</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Imprimé en 3D à partir de l’APL</td></tr></tbody></table>

conception de chambre de batterie à pile à pièces pour des expériences d’opérando à basse température

Coin Cell Battery Chamber Design for Low-temperature Operando Experiments

Conception de chambre de batterie à pile à pièces pour des expériences d’opérando à basse température

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

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Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Un protocole de construire et de tester les cellules de pièces de monnaie de batteries lithium-ion est décrite. Les procédures spécifiques de fabrication d'une électrode de travail, la préparation d'un contre-électrode, l'assemblage d'une cellule à l'intérieur une boîte à gants et la cellule test sont présentées.

Construction et d&#39;essai des Piles de batteries lithium-ion

Nous décrivons la conception et la construction d'une cellule électrochimique pour l'examen des matériaux d'électrode en utilisant in situ diffraction de poudre de neutrons (NPD). Nous commentons brièvement sur ​​deux dans la conception des cellules NPD in situ et de discuter des méthodes pour l'analyse de la correspondante de données NPD in situ produites en utilisant cette cellule.

In Situ diffraction de poudre, l&#39;utilisation des batteries au lithium-ion sur mesure

Le traitement des électrodes non aqueuses est essentiel à la construction des piles boutons et à l’évaluation de nouvelles chimies d’électrodes pour les batteries lithium-ion. Un guide étape par étape des pratiques de base nécessaires en tant qu’ingénieur électrochimiste travaillant avec des batteries dans un cadre expérimental académique est fourni.

Traitement d&#39;électrode non-aqueux et construction de cellules lithium-ion, Monnaies

Ici, nous décrivons des protocoles pour préparer des électrolytes de sel de bis(trifluorométhane)sulfonimide à base de phosphonium, et assembler une pile bouton lithium-ion ininflammable et fonctionnant à haute température.

Synthèse du liquide ionique à base de Electrolytes, Assemblée des batteries Li-ion, et des mesures de performance à haute température

Cet article décrit l’effet de la température de charge/décharge dissemblables sur la dégradation des piles au lithium fer phosphate-graphite pochette, visant à simuler à proximité de scénarios réels. Au total, 10 combinaisons de température sont étudiées dans la plage de -20 à 30 ° C afin d’analyser l’impact de la température sur la dégradation.

L’effet de chargement et déchargement au Lithium fer Phosphate-graphite cellules à différentes températures sur la dégradation des

Les cellules de trois électrodes sont utiles dans l’étude de l’électrochimie des batteries lithium-ion. Une telle configuration électrochimique permet les phénomènes associés à l’anode et la cathode d’être découplés et examiné indépendamment. Nous présentons ici un guide pour la construction et l’utilisation d’une cellule de trois électrodes pièce en mettant l’accent sur le lithium analytique de placage.

Pièce de trois électrodes cellule préparation et électrodéposition Analytique pour Batteries Lithium-ion

La chaleur de faible qualité est abondante, mais sa récupération efficace reste un grand défi. Nous rapportons une cellule thermoélectrochimique asymétrique utilisant l'oxyde de graphène comme cathode et polyaniline comme anode avec KCl comme électrolyte. Cette cellule fonctionne sous le chauffage isotherme, présentant un rendement élevé de conversion de chaleur-électricité dans les régions à basse température.

Cellule thermoélectrochimique asymétrique pour la récolte de chaleur de qualité inférieure dans le cadre de l'opération isothermale

Les techniques de faisceau d’ions focalisés cryogéniques (FIB) et de microscopie électronique à balayage (MEB) peuvent fournir des informations clés sur la chimie et la morphologie des interfaces solide-liquide intactes. Les méthodes de préparation de cartes spectroscopiques à rayons X à dispersion d’énergie (EDX) de haute qualité de ces interfaces sont détaillées, en mettant l’accent sur les dispositifs de stockage d’énergie.

Caractérisation à l’échelle nanométrique des interfaces liquide-solide par couplage du fraisage par faisceau d’ions cryoconcentré avec la microscopie électronique à balayage et la spectroscopie

Ces travaux visent à déterminer la cinétique de réaction des matériaux de cathode et d’anode de batterie Li-ion subissant un emballement thermique (TR). Le spectromètre d’analyse thermique simultanée (STA)/infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et la spectrométrie de masse par chromatographie en phase gazeuse (GC-MS) ont été utilisés pour révéler des événements thermiques et détecter les gaz dégagés.

l’identification et la quantification des mécanismes de décomposition dans les batteries lithium-ion; Entrée dans la simulation de flux de chaleur pour la modélisation de l’emballement thermique

Ici, nous décrivons une procédure d’essai développée pour caractériser l’emballement thermique et les incendies dans les cellules lithium-ion grâce à des mesures in situ de divers paramètres dans une chambre environnementale.

In situ Analyse des gaz et caractérisation au feu des cellules lithium-ion pendant l’emballement thermique à l’aide d’une chambre environnementale

Découvrez la conception d'une chambre de cyclage à basse température pour piles bouton 2032 utilisant des modules thermoélectriques. Cette méthode économique permet des expériences d'électrochimie fiables en environnement peu humide.

Conception de chambre de batterie à pile à pièces pour des expériences d’opérando à basse température

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