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

המטרה הכוללת של הליך זה היא להכין תא אלקטרוכימי נטען המתאים לניסויי עקיפה של נויטרונים באתרם. זה מושג על ידי הכנת אלקטרודה שלילית של רדיד ליתיום, שני מפרידים ויריעת אלומיניום או נחושת. השלב השני הוא לפזר slurry של חומר אלקטרודה חיובי על יריעת האלומיניום או הנחושת שישמש כאספן זרם של התא.

לאחר מכן הוסף חוטים לאלקטרודות. לאחר מכן, ערמו את המפרידים והאלקטרודות בשכבות מתחלפות, ואז גלגלו את השכבות לגליל. השלבים האחרונים הם הכנסת התא המגולגל לתוך ונדיום יכול להוסיף אלקטרוליט ולאטום את הפחית עם החוטים הנגישים בסופו של דבר לעקיפה נייטרונים באתר.

נתונים שנאספו עם התא האלקטרוכימי משמשים להצגת השינויים המבניים בזמן אמת של רכיבי סוללה מרובים במהלך רכיבה אלקטרוכימית או תפקוד הסוללה. היתרונות העיקריים של שימוש בניסויי עקיפה של נויטרונים באתרם הם שכל עיקר הסוללה נבדק בצורה לא הרסנית עם מספר רכיבים שנחקרים בו זמנית, ופוטנציאל לעקוב אחר השינויים המבניים של יסודות קלים יותר כמו ליתיום וחמצן. תאי הליבה הכימיים של U מאפשרים ניסוי זה ומאפשרים לחוקר להשתמש בחומר מסונתז בקנה מידה גרם הקשור לכמויות הגדולות משמעותית הנדרשות בבניית תאי הקומיסור.

באופן כללי, אנשים חדשים בטכניקה יתקשו בבניית תא איכותי באתרו המאפשר איסוף נתוני עקיפה של נויטרונים באיכות גבוהה תוך אופטימיזציה של תכונות אלקטרוכימיות לעתים קרובות כל כך שיש איזון שצריך להגיע בין התכונות האלקטרוכימיות לבין היכולת לאסוף נתוני עקיפה של נויטרונים באיכות גבוהה התחל על ידי הכנת האלקטרודה החיובית תחילה. תערובת חומר האלקטרודה החיובית נעשתה מבעוד מועד ומכילה פוליוויניל די פלואוריד, פחמן שחור, וחומר פעיל לקולט הנוכחי. השתמש בנייר אלומיניום או נחושת בעובי 20 מיקרון, חתוך לכ -200 מילימטרים על 70 מילימטרים.

השג משטח זכוכית נקי, שטוח וחלק גדול יותר מגיליון האספן הנוכחי והנח אותו שטוח כדי להדביק את נייר הכסף. מרחו כמה טיפות אתנול על פני השטח, ואז הניחו את הקולט הנוכחי מעל הטיפות. הוסף עוד כמה טיפות אתנול על גבי נייר הכסף.

החלק את נייר הכסף כך שלא יהיו קמטים. השג שלולית בצורת חצי כדור של תמיסת האלקטרודה החיובית והנח אותה על קצה אחד של נייר הכסף באמצעות מוט חריץ בגובה חריץ של אחד עד 200 מיקרומטר. מורחים את התרחיץ על הקולט הנוכחי.

לאחר פיזור התרחיץ על פני הקולט, הוא ייובש בתנור ואקום. הסר בעדינות את נייר הכסף ממשטח הזכוכית והעביר אותו לתנור לייבוש למשך הלילה בטמפרטורה גבוהה לאחר ייבוש לילה, הנח את הקולט והאלקטרודה החיובית על משטח ישר. להמשיך, גזרו אזור באלקטרודה כך שיתאים למידות נייר הכסף של האלקטרודה השלילית.

האזור צריך לכלול לשונית של סנטימטר אחד של רדיד אספן לא מצופה בקצה אחד. בנוסף, חותכים חתיכה מחומר האספן הנוכחי באותו גודל. קח את הקולט המצופה למכבש צלחת שטוחה.

הניחו אותו על הצד המצופה במכבש כלפי מעלה וכסו אותו בנייר. הפעל לחץ של 100 קילוניוטון למשך 30 עד 60 דקות כדי לשפר את ביצועי הסוללה. לאחר החזרת הקולט המצופה מהמכבש, העבר אותו ואת חומר האספן הלא מצופה לקנה מידה.

מדוד את המסה של כל אחד מהם והשווה ביניהם. השתמש בהבדל כדי לקבוע את המסה של תערובת האלקטרודות, ומכאן יש לאסוף כעת את מסת החומר הפעיל, מרכיבי התא השונים ומעטפת התא. המעטפת היא צינור העשוי כולו מונדיום, המשמש מכיוון שהוא כמעט ולא מייצר אות בנתוני עקיפה של אבקת נויטרונים.

הצינור אטום בקצה אחד ובקצה הפתוח יש פקק גומי עם חריצים המאפשרים מעבר חוטים. לאחר מכן עבדו עם נייר הכסף שישמש לאלקטרודה השלילית. לצורך ניסויים, האלקטרודה עשויה מנייר מתכת ליתיום ועובדת איתה בתא כפפות.

לצורך הדגמה זו משתמשים בנייר אלומיניום. בחר את העובי כדי למזער את ספיגת הנויטרונים והשתמש בסדין המתאים למעטפת כאן. 120 מילימטרים על 35 מילימטרים.

כשנייר הכסף מוכן, בחר את המפריד לתא. בסרטון זה משתמשים בשתי יריעות פוליאתילן. הם נחתכים להיות מעט גדולים יותר מהאלקטרודה השלילית, בערך 140 מילימטרים על 40.

לאחר מכן, העבר את הקולט הנוכחי והאלקטרודה החיובית למשטח עבודה שטוח. לאחר הנחתו שטוחה, השג מוט אלומיניום או חוט בקוטר של פחות משני מילימטרים, והניח אותו על הקצה החשוף של הקולט. גלגל את נייר הכסף של הלשונית בחוזקה סביב המוט.

אין לגלגל את אזור האלקטרודה החיובית. עברו לעבוד עם האלקטרודה השלילית, נייר הכסף וחתיכת חוט נחושת וגלגלו את השניים בצורה דומה. להלן האלקטרודות שהושלמו.

המרכיבים הסופיים הדרושים לפני בניית התא הם תמיסת האלקטרוליטים לסוללה ולשעווה הדנטלית. לאיטום המעטפת, מפרידי האלקטרודות החיוביים של המעטפת, האלקטרוליט והשעווה מוכנים להעברה לתא כפפות מלא ארגון לבניית תאים. עבור סרטון זה, בניית התא תתבצע מחוץ לתא הכפפות לפני שתמשיך.

ודא שמשטח העבודה אינו מתכתי בניית תא התחל על ידי ערימת הרכיבים החל מאחת מרצועות המפריד על גבי המפריד. הנח את הקולט הנוכחי כשהאלקטרודה החיובית פונה כלפי מעלה ומוט האלומיניום בקצה אחד. לאחר מכן, הניחו את רצועת המפריד השנייה.

לבסוף הניחו את האלקטרודה השלילית על גבי חוט הנחושת הפצוע שלה באותו קצה כמו מוט האלומיניום. עכשיו מתחילים בסוף הערימה עם חוט האלומיניום והנחושת. התחל לגלגל את כל השכבות יחד בחוזקה תוך כדי גלגול.

שמור על יישור השכבות וודא ששתי האלקטרודות לא יבואו במגע. לאחר השלמת הגלגול, בדוק את החלק החיצוני של המפריד. זה צריך לעטוף לחלוטין את הגליל כך שהאלקטרודות מכוסות ולא ייגעו בבית הונדיום.

הכנס את הערימה המגולגלת לפחית הוונדיום עם חוטים הבולטים מלמעלה, חוט הנחושת ומוט האלומיניום צריכים להימשך שניים עד שלושה סנטימטרים מעבר לפתח. הוסף אלקטרוליט טיפתי לפחית כך שישתמש בסך הכל ב -1.5 מיליליטר. לאחר הוספת אטם האלקטרוליטים, הפחית עם פקק הגומי וממיסים שעווה דנטלית מעל החלק העליון שלה וסביב מעטפת הפלסטיק של החוט.

לאחר איטום הפחית, הבנייה הושלמה. אחסן את התא בצורה אופקית ואפשר לו להתיישן במשך 12 עד 24 שעות. נתוני דפוס עקיפה של אבקת נויטרונים באתרם המוצגים בצלבים שחורים הם מתא המכיל נחושת LSTN וליתיום.

לפני פריקת התא, התא עוצב באמצעות חידוד רב-פאזי וההתאמה מוצגת כקו האדום דרך הנתונים. העקומה הירוקה בתחתית מציגה את ההבדל בין הנתונים למודל. הפסים האנכיים הם סמני השתקפות לליתיום בכחול, נחושת באדום ו-LSTN בשחור.

אורך גל הנויטרונים היה כ-1.4 אנגסטרום. נתונים אלה מתייחסים להשתקפות 1 1 5 ב-LSTN במהלך רכיבה על אופניים. במסגרת הראשונה נמצא הרוחב המלא בחצי מקסימום במעלות.

בשני הוא גובה השיא ביחידות שרירותיות. בשלישי נמצאת זווית הפיזור. כולם ניתנים כפונקציה של זמן.

שימו לב שמדידת הרוחב וגובה השיא משתנים זה מזה ככל שתכולת הליתיום משתנה. ההתרחבות ההפיכה שנצפתה מצביעה על הפוטנציאל של התנהגות דו-פאזית ועשויה גם להעיד על סימטריה הפיכה. הורדת תרשימים נוספים מציגים את השונות של פרמטר הסריג ואת פוטנציאל הסוללה כפונקציה של זמן.

אזורי הדגש של מוט השיזוף שבמהלכם מתח הפריקה היה מתחת לוולט אחד. זה מתאם עם הופעת האזור הדו-שלבי. הפס האדום מדגיש את המרווח שבמהלכו התא הורשה להירגע ואת הפוטנציאל שלו לשיווי משקל.

ההיבט החשוב ביותר בהליך הוא לזכור לוודא שיש מגע טוב בין שכבות הסוללה השונות, תוך הקפדה על כך שהאלקטרודה לא תבוא במגע זו עם זו או עם מעטפת התא. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבנות תא אלקטרוכימי מגולגל באיכות גבוהה לשימוש בניסויי עקיפה של נויטרונים. בהצלחה.