Методическая статья

Номера для водного Обработка электрода и строительство литий-ионный монет клеток

DOI:

10.3791/53490

⸱

1 февраля 2016 г.

 ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Texas A&M University, 2Department of Chemistry and Biochemistry, Texas State University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Обработка неводными электродами занимает центральное место при создании монетных элементов и оценке новых химических составов электродов для литий-ионных аккумуляторов. В книге представлено пошаговое руководство по основным практикам, необходимым инженеру-электрохимику, работающему с батареями в академических экспериментальных условиях.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Исследование новых и улучшенных материалов, которые будут использоваться в литий-ионных батареях (LIB), требует экспериментального аналога любого вычислительного анализа. Испытания литий-ионных аккумуляторов в академических условиях принимают несколько форм, но на самом базовом уровне лежит конструкция батарей-таблеток. При традиционном получении электродов LIB многофазная суспензия, состоящая из активного материала, связующего вещества и проводящей добавки, выбрасывается на подложку. Затем электродный диск может быть пробит из высушенного листа и использован в конструкции монетной ячейки для электрохимической оценки. Использование потенциала активного вещества в батарее в значительной степени зависит от микроструктуры электрода, так как правильное распределение первичных компонентов имеет решающее значение для обеспечения оптимальной электропроводности, пористости и извилистости, так что электрохимическое и транспортное взаимодействие оптимизируется. Этапы обработки, начиная от сочетания сухого порошка, влажного смешивания и сушки, могут критически повлиять на многофазные взаимодействия, которые влияют на формирование микроструктуры. Электрохимическое зондирование требует изготовления электродов и монетных ячеек с особой тщательностью и точностью. Цель этой статьи — предоставить пошаговое руководство по обработке неводных электродов и созданию «таблеток» для литий-ионных аккумуляторов в академической среде и с акцентом на расшифровку влияния сушки и календаря.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Литий-ионные аккумуляторы представляют собой перспективный источник для выполнения постоянно растущих потребностей хранения энергии устройств 1-4. Улучшения в качестве библиотеками не только улучшить эффективную дальность электрических транспортных средств 5,6, но и улучшить их жизненный цикл, уменьшая глубину разряда, который в свою очередь увеличивает жизнеспособность библиотеки для использования в приложениях сетки хранения энергии 7.

Первоначально используется для слуховых аппаратов в 1970-х годах 8 монет клетки сегодня широко используются в разработке и оценке новых и существующих электродн....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Следует соблюдать осторожность при использовании любого из растворителей, реактивов, или сухих порошков, используемых в данном протоколе. Читать все листы MSDS и принять соответствующие меры безопасности. Стандартное оборудование безопасности включает в себя перчатки, защитные очки, и халат.

1. Катод Подготовка

Примечание: Схема обзор процесса изготовления катода представлен на рисунке 1.

figure-protocol-1
Рисунок 1. Схема обзор шагов, использ....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Правильно бросить электрод лист должен появиться в форму внешнего вида поверхности и правильно придерживаться нынешнего коллектора. Обычно шелушение электрода листа вызвано либо плохой травления подложки, или того, чтобы мало NMP в начальной стадии смешивания. Кроме того, слишком много НМП может вызвать лист для отображения более высокую степень пористости, что нежелательно. И наконец, третий картину можно наблюдать на поверхности электрода, где объединение видимому, происходит. Взаимоде.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Оптимизация влажных этапов смешивания имеют решающее значение для способности суспензии вязкости и покрытие, которое влияет на равномерность и адгезии электрода. Здесь метод смешения с большим усилием сдвига используется, где растворитель, добавку, связующее и активный материал смешивают вместе с использованием кинетических движений стеклянных шариков, присутствующих в ампулах. Эта методика смешивания имеет преимущество в гораздо быстрее времени перемешивания, по сравнению с методом магнитной мешалкой. Помимо этого, это.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа выполнена при финансовой поддержке Texas A & M University факультет исследования инициирования гранта (Мукхерджи) и Университет штата Техас запуска финансирование (Родос).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
LiNiMNCoO2 (NMC, 1:1:1)TargrayPLB-H1
CNERGY Super C-65Timcal
Polyvinylidene Difluoride (PVDF)KynarFlex 2801
1-метил-2-пирролидинон безводный, 99,5% NMPSigma-Aldrich328634
1,0 M LiPF6 in EC/DEC (1:1 по объему)BASF
Сепаратор Celgard 2500MTIEQ-bsf-0025-60C25 μ м толщиной; Полипропиленовая
алюминиевая фольгаMTIEQ-bcaf-15u-280
Литиевая лентаSigma Aldrich320080толщиной 0,75 мм
2-пропанол, реагент ACS, ≥ 99,5%Sigma Aldrich190764
ацетон, реагент ACS, ≥ 99,5%Sigma Aldrich179124
Нержавеющая сталь CR2032 Coin Cell Kit Pred Materialsкорпус, крышка и прокладка из полипропилена
Нержавеющая сталь ПрокладкаМатериалы15,5 мм диаметр x 0,5  толщина мм
Нержавеющая сталь Волновая пружина Материалы15 мм диаметр x 1,4  мм высота
Аналитическая шкалаOhausAdventurer AX
Агатовая ступка и пестикVWR89037-492Диаметр 5 дюймов
Привод трубкиIKA3645000
20 мл Трубка для перемешиванияIKA3703000
Стеклянные шарикиMcMaster-Carr8996K25Диаметр 6 мм
Автоматический аппликаторпленкиЭлкометрK4340M10-ракельное
лезвиеНабор K0003580M005
матрицыMayhew66000
Вакуумная печьMTI
Вакуумный насосMTI
Лабораторный прессMTIYLJ-12
Гидравлический обжимной прессMTIMSK-110
Перчаточный ящикMBraunLABstar
Аккумуляторный амплификаторArbin InstrumentsBT2000
Потенциостат/Гальваностат/EISBiologicVMP3
50316366 Pred Pred

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wagner, R., Preschitschek, N., Passerini, S., Leker, J., Winter, M. Current research trends and prospects among the various materials and designs used in lithium-based batteries. J Appl Electrochem. 43, 481-496 (2013).
  2. Whittingham, M. S. Lithium batteries and cathode....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Lithium ion BatteriesElectrode PreparationCoin Cell AssemblyNon aqueous ProcessingDrying CalendaringSlurry MixingFilm CastingVacuum DryingGlove Box AssemblyElectrochemical Analysis

Похожие статьи