Name: בנייה ובדיקה של תאים מטבע של סוללות ליתיום יון (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 23 s
Description: למדו לבנות ולבדוק תאי מטבע של סוללות ליתיום יון. הפרוטוקול כולל הכנת אלקטרודות, הרכבה בתא כפפות ואיטום בלחיצה, לצד בדיקות אלקטרוכימיות להערכת קיבולת הטעינה והפריקה.

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

playerTrialDesktop

אנו בתודה להכיר תמיכה מתוכנית קרמיקה באגף של חומרי מחקר של המוסד האמריקני למדע, תחת מתן לא. DMR-1006515 (מנהל התוכנית, ד&quot;ר Lynnette ד מדסן).

1. הכנת אלקטרודה עבודה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין תערובת של WT 6 ~. פלואוריד polyvinylidene% (PVDF) קלסר של N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 80 wt. % חומר פעיל (LiCoO 2 במקרה זה) ו 10 wt. % C שחור (, אצטילן 99.9% +) ולאחר מכן לערבב אותם במערבולת דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף NMP-קלסר תערובת כזאת קלסר מהווה 10 wt. % מהמשקל הכולל של התערובת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את התערובת הנ&quot;ל לתוך בקבוקון זכוכית קטן ומערבבים במיקסר מערבולת בסל&quot;ד המקסימלי על 30 דקות. שני כדורים בקוטר Zirconia של 5 מ&quot;מ יכול לשמש מדיה לטוב ערבוב. במידת הצורך, להוסיף NMP יותר על מנת לקבל slurry העקביות הדרושה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מורחים רדיד המתכת של אספן הנוכחי (בדרך כלל, אלומיניום ונחושת הקתודה על האנודה) על צלחת זכוכית. השתמש אצטון לוודא שאין בועות אוויר בין נייר הכסף ואת צלחת זכוכית. להשתמש בשתי שכבות של דבק להקים מסלול define האזור להיות מצופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל slurry על רדיד מתכת באמצעות מרית נירוסטה להפיץ את הזבל באופן אחיד על המסלול באמצעות סכין גילוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבש את ציפוי באוויר או אבק ב ~ 90-120 מעלות צלזיוס במשך 2-8 שעות (שאמור להיות מותאם תלוי בחומר קלסר בשימוש). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את רדיד מתכת מצופה בין שני לוחות פלדה (ושני ניירות במשקל כדי להגן על ציפוי) ולחץ תחת עומס של 3000 ק&quot;ג ~ באמצעות העיתונות הידראולי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכות את נייר הכסף יבשים מצופים מתכת לתוך דיסקים של 8 מ&quot;מ בקוטר (רצוי בתוך שבתא הכפפות). לשקול את cathodes ולעטוף אותם לפני העברת לתוך תא הכפפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אגרוף נייר ללא ציפוי מתכת מאותו חומר על דיסקים של 8 מ&quot;מ בקוטר לשקול את הדיסקים. </li></ol> 2. הכנת אלקטרוליט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמו אלקטרוליט הוא רגיש לאור, לאחסן את האלקטרוליט (1M LiPF 6 ב EC: DMC: דצמבר במקרה זה) ב bottl Nalgeneדואר עטוף בנייר אלומיניום על ידי. </li></ol> 3. הכנת אלקטרודה נגדית (רדיד ליתיום במקרה זה) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לנקות את פני השטח של רדיד ליתיום בעזרת מברשת ניילון / נירוסטה אזמל עד משטח כסוף מבריק מופיע (בתוך ארגון שבתא הכפפות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכות את נייר הכסף ליתיום לתוך דיסקים בקוטר של ½ ס&quot;מ (בתוך ארגון שבתא הכפפות). </li></ol> 4. תא המטבע האסיפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרשים 2 מציג שרטוט של האסיפה תא מטבע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אגרוף Celgard C480 ממברנות לתוך דיסקים של 19 מ&quot;מ ב מפרידי בקוטר ולהשתמש בהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת תאים מטבע המקרים (CR2032), מעיינות ו מפרידי (שנרכש MTI קורפ), מפרידי ואלקטרודות עבודה לתוך תא הכפפות (לאחר שטיפה מחליף חמש פעמים עם ארגון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את התאים מטבע בתא הכפפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף שתי טיפות של האלקטרוליט על כוס התא למקם את האלקטרודה עובד על זה. להוסיף עוד 3טיפות של אלקטרוליט ומקום שני מפרידי עם שתי טיפות של אלקטרוליט ביניהם. להוסיף שתי טיפות נוספות של אלקטרוליט לפני הצבת אלקטרודה נגדית ליתיום על זה. מניחים שני מפרידי נירוסטה האביב בדיסק ליתיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את התא באמצעות מכסה תא 3-4 פעמים crimp באמצעות מכונת מכווץ קומפקטית (שנרכש MTI קורפ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הרכבת התאים, להתמודד עם תאים מוגמרים באמצעות פינצטה מפלסטיק (כדי למנוע קצר חשמלי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקו את האלקטרוליט עודף דולף מן הצדדים של התא באמצעות מפית נייר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התא מוכן לבדיקה ניתן להוציא שבתא הכפפות. </li></ol> 5. תא המטבע בדיקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את התא מטבע מחובר בודק את הסוללה במצב פתוח מתח (OCV) במעגל במשך שעה אחת ברגע שהיא מוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת חלון מתח לבדיקת תא המבוססת על החומר הפעיל המשמש עובד האלקטרודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב אתקיבולת oretical לתא באמצעות החישובים המוצגים להלן. </li></ol> משקל של הדיסק אלקטרודה עם אספן הנוכחית W = איו משקל של הדיסק ללא ציפוי אספן הנוכחי של אותו קוטר W = CC משקל של חומר האלקטרודה, W EM, ניתנת על ידי <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/4104/4104eq1.jpg" /> משקל של חומר פעיל האלקטרודה, W בבוקר, ניתנת על ידי <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/4104/4104eq2.jpg" /> הקיבולת התיאורטית של הדיסק אלקטרודה, C ED, ניתנת על ידי <img alt="המשוואה 3" src="/files/ftp_upload/4104/4104eq3.jpg" /> כאשר C הוא של התיאורטיקיבולת pecific של חומר פעיל. <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את התא מטבע תשלום הפרשות מחזורים הנדרש C החליפין. </li></ol> 6. נציג תוצאות לדוגמה, תא מטבע נבנה באמצעות LiCoO 2 כחומר פעיל אלקטרודה העבודה. לאחר הבנייה, התא נבדק בקצב 5 /. הפרופיל המתקבל מוצגת באיור 3. חלון מתח הוקמה כדי להיות בין 3 ל 4.3 וולט עבור תא זה מטבע. קיבולת היה 155 מיליאמפר / g למחזור תשלום 1 ו 140 מיליאמפר / g עבור מחזור השחרור 1. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/4104/4104fig1.jpg" /> 1. תרשים זרימה תרשים של הליך תא מטבע הבנייה. ראשית, אלקטרודות עבודה מוכנה אבקה של החומר הפעיל. ואז, אלקטרודה נגדית מוכן מ רדיד ליתיום נקי של מפרידי הם חבט החוצה. לבסוף, התא הואהתאספו בתוך ארגון שבתא הכפפות. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/4104/4104fig2.jpg" /> איור 2. סכמטי של התא תהליך ההרכבה המטבע מראה את כל המרכיבים לפי הסדר שבו הם ממוקמים בתוך התיק תא מטבע. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/4104/4104fig3.jpg" /> איור 3. תוצאות נציג המתקבל התא מטבע נבנה באמצעות אלקטרודה עובד עשוי LiCoO 2 ו רדיד ליתיום אלקטרודה נגדית. העלילה מציגה את האישום הראשון ועקומות הפרשות הראשונות של התא מטבע היה לטעון ולפרוק בקצב 5 /. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/4104/4104fig4.jpg" /> איור 4. השוואת ציפויים טובים ורעים אחרי שהם כבר יבשים. הציפוי נסדק בדרך כלל תוצאה של slurry שיש NMP עודף ציפוי נקבובי בדרך כלל תוצאה של זהlurry שיש NMP מספיק. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/4104/4104fig5.jpg" /> איור 5. השוואה בין התא מטבע crimped היטב תא מטבע crimped קשות, יחד עם תא בלתי crimped. בדרך כלל, תא מטבע crimped קשה מתפצל פתיחה לאחר כמה שעות הסביבה עקב נפיחות של רדיד ליתיום לאחר התגובה עם לחות.

<ol><li>Cairns, E. J., Albertus, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Batteries+for+Electric+and+Hybrid-Electric+Vehicles%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Chemical+and+Biomolecular+Engineering%22%5BJournal%5D)">Batteries for Electric and Hybrid-Electric Vehicles.</a> Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. 1, 299-320 (2010).</li>
<li>Dunn, B., Kamath, H., Tarascon, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+Energy+Storage+for+the+Grid%3A+A+Battery+of+Choices%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices.</a> Science. 334, 928-935 (2011).</li>
<li>Goodenough, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cathode+materials%3A+A+personal+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Cathode materials: A personal perspective.</a> J. Power Sources. 174, 996-1000 (2007).</li>
<li>Yamada, A., Chung, S. C., Hinokuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+LiFePO4+for+lithium+battery+cathodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Optimized LiFePO4 for lithium battery cathodes.</a> Journal of the Electrochemical Society. 148, A224-A229 (2001).</li>
<li>Whittingham, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lithium+batteries+and+cathode+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Lithium batteries and cathode materials.</a> Chemical Reviews. 104, 4271-4301 (2004).</li>
<li>Tarascon, J. M., Armand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Issues+and+challenges+facing+rechargeable+lithium+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries.</a> Nature. 414, 359-367 (2001).</li>
<li>Goodenough, J. B., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+for+Rechargeable+Li+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Materials%22%5BJournal%5D)">Challenges for Rechargeable Li Batteries.</a> Chemical Materials. 22, 587-603 (2010).</li>
<li>Ceder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+cathode+materials+for+lithium+batteries+guided+by+first-principles+calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Identification of cathode materials for lithium batteries guided by first-principles calculations.</a> Nature. 392, 694-696 (1998).</li>
<li>Chung, S. Y., Bloking, J. T., Chiang, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronically+conductive+phospho-olivines+as+lithium+storage+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Electronically conductive phospho-olivines as lithium storage electrodes.</a> Nature Materials. 1, 123-128 (2002).</li>
<li>Bruce, P. G., Scrosati, B., Tarascon, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterials+for+rechargeable+lithium+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie-International+Edition%22%5BJournal%5D)">Nanomaterials for rechargeable lithium batteries.</a> Angewandte Chemie-International Edition. 47, 2930-2946 (2008).</li>
<li>Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+materials+for+advanced+energy+conversion+and+storage+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices.</a> Nature Materials. 4, 366-377 (2005).</li>
<li>Hochbaum, A. I., Yang, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+Nanowires+for+Energy+Conversion%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Semiconductor Nanowires for Energy Conversion.</a> Chemical Reviews. 110, 527-546 (2010).</li>
<li>Wang, Y., Cao, G. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+nanostructured+cathode+materials+for+high-performance+lithium-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Developments in nanostructured cathode materials for high-performance lithium-ion batteries.</a> Advanced Materials. 20, 2251-2269 (2008).</li>
<li>Kang, B., Ceder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Battery+materials+for+ultrafast+charging+and+discharging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Battery materials for ultrafast charging and discharging.</a> Nature. 458, 190-193 (2009).</li>
<li>Liu, J., Manthiram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+Electrochemical+Performance+of+the+5+V+Spinel+Cathode+LiMn1.5Ni0.42Zn0.08O4+by+Surface+Modification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Improved Electrochemical Performance of the 5 V Spinel Cathode LiMn1.5Ni0.42Zn0.08O4 by Surface Modification.</a> Journal of the Electrochemical Society. 156, A66-A72 (2009).</li>
<li>Kayyar, A., Qian, H. J., Luo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+adsorption+and+disordering+in+LiFePO4+based+battery+cathodes%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Surface adsorption and disordering in LiFePO4 based battery cathodes.</a> Applied Physics Letters. 95, (2009).</li>
<li>Sun, K., Dillon, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mechanism+for+the+improved+rate+capability+of+cathodes+by+lithium+phosphate+surficial+films%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochemistry+Communications%22%5BJournal%5D)">A mechanism for the improved rate capability of cathodes by lithium phosphate surficial films.</a> Electrochemistry Communications. 13, 200-202 (2011).</li>
<li>Kovalenko, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Major+Constituent+of+Brown+Algae+for+Use+in+High-Capacity+Li-Ion+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A Major Constituent of Brown Algae for Use in High-Capacity Li-Ion Batteries.</a> Science. 333, 75-79 (2011).</li>
</ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

מניסיוננו, השלב הקריטי ביותר בהכנת האלקטרודה עובד עושה slurries טובים עם עקביות. כפי שמוצג באיור 4, עודף NMP ב slurry יכול לגרום ציפוי סדוק, בעוד מספיק NMP יכול לגרום ציפוי נקבובי. בעבודה המוצגת כאן, מטבע CR2032 סלולריים מקרים שהם 20 מ&quot;מ קוטר משמשים. יש לציין כי התא מטבע המקרים בגדלים שונים ניתן להשתמש, שם גדלים אלקטרודה צריך להיות מגוונים בהתאם. במהלך הרכבת התא, מספר מתאים של מפרידי כדי לשמש תלוי בעובי של האלקטרודה ליתיום נייר ואת גובה של התא. מספר זה ניתן ל...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> פולי (פלואוריד vinylidene) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 182702 </td></tr><tr><td> 1-Methyl-2-pyrrolidinone, 99.5% </td><td> אלפא Aesar </td><td> 31903 </td></tr><tr><td> LiCoO 2 </td><td> אלפא Aesar </td><td> 42090 </td></tr><tr><td> פחמן שחור, אצטילן, 99.9% + </td><td> אלפא Aesar </td><td> 39724 </td></tr><tr><td> LiPF 6 ב EC: DMC: דצמבר </td><td> MTI Corporation </td><td> EQ-Be-LiPF6 </td></tr><tr><td> Celgard מפריד </td><td> Celgard </td><td> C480 </td></tr><tr><td> וורטקס אנלוגי מיקסר </td><td> VWR </td><td> 58816-121 </td></tr><tr><td> אבק תנור </td><td></td><td></td></tr><tr><td> ריקלשאוב </td><td></td><td></td></tr><tr><td> הידראולי העיתונות </td><td></td><td></td></tr><tr><td> תא המטבע במקרה </td><td> MTI Corporation </td><td> EQ-CR2032-CASE-304 </td></tr><tr><td> באביב spacer </td><td> MTI Corporation </td><td> EQ-CR20SprSpa-304 </td></tr><tr><td> שבתא הכפפות </td><td> mBraun </td><td> UNILAB </td></tr><tr><td> סוללה הבוחן </td><td> Arbin מכשירים </td><td> BT2143 </td></tr></tbody></table>

בנייה ובדיקה של תאים מטבע של סוללות ליתיום יון

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

סוללות ליתיום יון נטענות יש יישומים רחב של מוצרי אלקטרוניקה, שם תמיד הלקוחות דורשים יכולת יותר חיים יותר. סוללות ליתיום יון גם נחשב לשימוש בכלי רכב חשמליים היברידיים או חשמליים 1 אפילו ייצוב מערכות הרשת 2. כל היישומים הללו לדמות עלייה דרמטית במחקר ופיתוח של חומרים סוללה 3-7, כולל חומרים חדשים 3,8, סימום 9, nanostructuring 10-13, ציפויים או שינויים על פני השטח 14-17 וקלסרים חדשות 18. כתוצאה מכך, מספר גדל והולך של פיסיקאים, כימאים ואנשי מדע חומרים העז לאחרונה בתחום זה. תאים מטבע נמצאים בשימוש נרחב במעבדות מחקר כדי לבדוק את הסוללה חומרים חדשים, גם למחקר ופיתוח יישומים, כי היעד בקנה מידה גדול ועוצמה גבוהה, תאים מטבע קטן משמשים לעתים קרובות כדי לבחון את יכולות ויכולות שיעורחומרים חדשים בשלב הראשוני. בשנת 2010, התחלנו הקרן הלאומית למדע (NSF) בחסות פרויקט מחקר כדי לחקור את פני השטח ספיחה ו disordering בחומרי הסוללה (לא מענק. DMR-1006515). בשלב הראשון של פרויקט זה, אנו התקשו ללמוד את הטכניקות של הרכבת ובדיקת תאים מטבע, אשר לא ניתן להשיג ללא עזרה של חוקרים רבים אחרים באוניברסיטאות אחרות (באמצעות שיחות תכופות, חילופי דואר אלקטרוני ושני הביקורים באתר). לפיכך, אנו חשים כי זה מועיל כדי לתעד, לפי טקסט וגם וידאו, פרוטוקול של הרכבת ובדיקת תא מטבע, אשר יסייע לחוקרים חדשים נוספים בתחום זה. מאמץ זה מהווה את &quot;הרחבות&quot; השפעת הפעילות של הפרויקט שלנו NSF, וזה גם יעזור לחנך ולהעניק השראה לתלמידים. במאמר זה וידאו, אנחנו לתעד בפרוטוקול להרכיב תא מטבע CR2032 עם אלקטרודה LiCoO 2 עובדים, אלקטרודה נגדית לי,ו (בעיקר נפוץ) polyvinylidene פלואוריד (PVDF) קלסר. על מנת להבטיח תלמידים חדשים בקלות לחזור על הפרוטוקול, אנחנו ממשיכים את הפרוטוקול כפי ספציפית ומפורשת ככל שנוכל. עם זאת, חשוב לציין כי במחקר ספציפי עבודות פיתוח, פרמטרים רבים אימצו כאן יכולים להיות מגוונים. ראשית, אפשר להפוך תאים מטבעות בגדלים שונים ולבדוק את האלקטרודה פועלת נגד אלקטרודה נגדית מלבד לי. שנית, סכומי C שחור קלסר נוסף לתוך האלקטרודות העבודה הן מגוונות לעיתים קרובות כדי להתאים למטרה מסוימת של מחקר, למשל, כמויות גדולות של C שחור או אפילו אבקת אינרטי נוספו האלקטרודה פועלת כדי לבדוק את הביצועים &quot;מהותי&quot; חומרים קטודה 14. שלישית, קלסרים טובים יותר (למעט PVDF) פיתחו גם בשימוש 18. לבסוף, סוגים אחרים של אלקטרוליטים (במקום LiPF 6) יכול לשמש גם: למעשה, מסוימים מתח גבוה חומרים אלקטרודה ידרוש את השימוש electrol מיוחדytes 7.

פרוטוקול לבנות ולבדוק תאים מטבע של סוללות ליתיום יון מתואר. הנהלים הספציפיים של ביצוע העבודה האלקטרודה, הכנת אלקטרודה נגדית, הרכבת התא בתוך שבתא הכפפות ובדיקה תא מוצגים.

לסוללות ליתיום-יון נטענות יש יישומים נרחבים בתחום האלקטרוניקה, שבו הלקוחות דורשים תמיד קיבולת גבוהה יותר ואורך חיים ארוך יותר. ליתיום-יון...

המטרה הכללית של הליך זה היא להכין ולבחון תאי סוללה מסוג half coin cells למחקר מעבדתי. ראשית, הכין אלקטרודת עבודה, אלקטרודת נגד ורכיבי תא נוספים. לאחר מכן, הרכב בקפידה את תא הסוללה בתוך תא כפפות ואטום אותו באמצעות כרימפ (crimping).לבסוף, בצע בדיקה אלקטרוכימית של תא המטבע כדי לקבוע את תכונות המפתח שלו, כגון קיבוליות הטעינה והפריקה, יכולות הקצב ומידע רב ערך אחר על תא המטבע. באופן כללי, בניית התא היא מאתגרת מכיוון שביצועי התא רגישים מאוד להליך הבנייה. ראשית, הכן תערובת מקשר של NMP המכילה כ-8% PVDF ב-NMP.בשלב הבא, ערבבו את החומר הפעיל ואת ה-black by vortex למשך דקה אחת. לאחר הוספת תערובת של NMP binder, העבירו את הרכיבים למבחנה זכוכית קטנה. ערבבו את הדגימה ב-vortex במהירות מקסימלית (RPM) למשך כ-30 דקות.במידת הצורך, הוסיפו שני כדורי זירקוניה בקוטר של 5 mm לערבוב טוב יותר. המשיכו להוסיף NMP לפי הצורך כדי לקבל תמיסה (slurry) במרקם הנדרש. בשלב הבא, פרסו רדיד מתכת של אספן זרם על פלטת זכוכית.אלומיניום משמש כאספף הזרם עבור הקתודה ונחושת משמשת כאספף הזרם עבור האנודה. השתמש באצטון והסר בועות אוויר שנלכדו בין הרדיד ללוח הזכוכית. כעת, מקם שתי שכבות של סרט הדבקה כדי להגדיר את האזור שיונח עליו הציפוי באמצעות שפכטל מפלדת אל חלד.מרחו את תמיסת הסלרי (slurry) על רדיד המתכת. פזרו את הסלרי באופן אחיד על פנ

construction-and-testing-of-coin-cells-of-lithium-ion-batteries

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

סוללות ליתיום יון להעסיק אלקטרוליטים אורגניים דליקים והנפיצים המתאימים ליישומי טמפרטורת הסביבה. חלופה בטוחה יותר לאלקטרוליטים אורגניים הן סוללות פולימר מוצקות. סוללות פולימר מוצקות לפעול בבטחה בטמפרטורות גבוהות (&gt; 120 מעלות צלזיוס), ובכך הופכים אותם רלוונטיים ליישומים בטמפרטורות גבוהות כגון קידוח נפט עמוק וכלי רכב חשמליים היברידיים. מאמר זה ידון (א) את סינתזת הפולימר, (ב) מנגנון ההולכה הפולימר, ו (ג) לספק רכיבה על אופניים טמפרטורה עבור שניהם פולימר מוצק ואלקטרוליטים אורגניים.

אלקטרוליטים קופולימר שתל מצב מוצק עבור יישומי סוללת ליתיום

אנו מתארים את השימוש בספקטרוסקופיה סינכרוטרון רנטגן הקליטה (סאס) ועקיף X-ray טכניקות (XRD) כדי לבחון את הפרטים של תהליכי העיבור / deintercalation בחומרי אלקטרודה עבור סוללות ליתיום נטענת וNa-ion. שניהם באתרם וניסויים באתרו לשעבר נמצאים בשימוש כדי להבין את התנהגות מבנית רלוונטית להפעלתם של מכשירים...

אפיון של חומרי אלקטרודה לסוללות ליתיום יון ויון נתרן באמצעות טכניקות Synchrotron קרינה

אנו מתארים את התכנון והבנייה של תא אלקטרוכימי לבחינת חומרי האלקטרודה באמצעות בעקיפת אתר אבקת ניטרונים (NPD). אנו להתייחס בקצרה חלופיים בעיצובי תא NPD האתר ולדון בשיטות לניתוח מקביל בנתונים NPD האתר הופקו באמצעות תא זה.

באתרו ניוטרון אבקת השתברות שימוש בסוללות ליתיום-יון מתוצרת מותאמת אישית

עיבוד אלקטרודות לא מימיות הוא מרכזי בבניית תאי מטבע ובהערכה של כימיה חדשה של אלקטרודות עבור סוללות ליתיום-יון. מדריך שלב אחר שלב לשיטות הבסיסיות הדרושות כמהנדס אלקטרוכימי העובד עם סוללות במסגרת ניסויית אקדמית מסופק.

עיבוד בלתי מימי אלקטרודה ובנייה של תאי ליתיום-יון מטבע

פרוטוקול לבדיקה אלקטרוכימית של סוללת Li-O2 אפרוטית עם הכנת אלקטרודות ואלקטרוליטים ומבוא לשיטות האפיון הנפוצות מוצג כאן.

פרוטוקול של מבחן אלקטרוכימי אפיון Aprotic Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; סוללה

כאן, אנו מתארים פרוטוקולים להכנת נוזל יוני מבוסס פוספוניום ואלקטרוליטים של מלח ליתיום ביס(טריפלואורומתאן)סולפונימיד, ולהרכיב סוללת תא מטבע ליתיום-יון שאינה דליקה ומתפקדת בטמפרטורה גבוהה.

סינתזה של אלקטרוליטים מבוססים נוזלים יוניים, הרכבה של סוללות Li-ion, ומדידות של ביצועים בטמפרטורה גבוהה

פרוטוקול להרכבת electrochemically הפעיל המבוסס על LiPON של מצב מוצק ליתיום nanobatteries באמצעות קרן יון ממוקד מוצג.

יון ממוקדת קרן פבריקציה נוספת של Nanobatteries המבוסס על LiPON של מצב מוצק ליתיום בחיי עיר בדיקה

3-אלקטרודה תאים שימושיים בלימוד של אלקטרוכימיה של סוללות ליתיום. כזה התקנה אלקטרוכימי מאפשר את התופעות הקשורות עם קטודית, אנודת להיות decoupled ולא בדק באופן עצמאי. כאן, אנו מציגים מדריך בנייה ושימוש תא 3-אלקטרודה מטבע עם דגש על ליתיום יופיצ analytics.

3-אלקטרודה מטבע תא הכנה וניתוח Electrodeposition עבור סוללות ליתיום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור ייצור ו הכנת גרפן תא נוזלי להשגחה בחיי עיר הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים, יחד עם סינתזה של חומרים אלקטרודה ובדיקות תא אלקטרוכימי הסוללה.

הכנה של גראפן נוזלי תאים התצפית של חומר סוללת ליתיום-יון

עבודה זו נועדה לקבוע את קינטיקה התגובה של קתודה סוללת ליתיום-יון וחומרי אנודה העוברים בריחה תרמית (TR). ספקטרומטר אנליזה תרמית סימולטנית (STA)/ספקטרומטר אינפרה-אדום התמרת פורייה (FTIR)/ספקטרומטריית מסה של כרומטוגרפיית גז (GC-MS) שימשו לחשיפת אירועים תרמיים ולגילוי גזים שהתפתחו.

זיהוי וכימות מנגנוני הפירוק בסוללות ליתיום-יון; קלט לסימולציית זרימת חום למידול בריחה תרמית

פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה של עקיפה בננו-אלומת אלקטרונים בקריו-סריקה (cryo-SEND) בבקרת מינון, לצורך אפיון של ממשקי סוללה הרגישים לאלומה. הוא משמר ממשקי אלקטרוליט-מוצק (SEI) טבעיים על ידי שילוב של טיפול בקריוגניקה ללא קרח, בקרת מינון אלקטרונים ודימות מבוסס עקיפה. תהליך העבודה כולל הנחיות להכנת דגימות, העברה קריוגנית, יישור אלומה ואיסוף נתונים.

תהליכי עבודה של עקיפת ננו-קרן במיקרוסקופ אלקטרונים סורק בקריוגניה לאפיון מבני של ממשקי סוללה הרגישים לקרן

למדו לבנות ולבדוק תאי מטבע של סוללות ליתיום יון. הפרוטוקול כולל הכנת אלקטרודות, הרכבה בתא כפפות ואיטום בלחיצה, לצד בדיקות אלקטרוכימיות להערכת קיבולת הטעינה והפריקה.

בנייה ובדיקה של תאים מטבע של סוללות ליתיום יון

גלה סרטונים נוספים