Method Article

Lityum-ion Coin Hücrelerinin Susuz Elektrot İşleme ve İnşaat

DOI:

10.3791/53490

February 1st, 2016

In This Article

Summary

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

Susuz elektrot işleme, madeni para hücrelerinin yapımında ve lityum iyon piller için yeni elektrot kimyalarının değerlendirilmesinde merkezi bir öneme sahiptir. Akademik bir deney ortamında pillerle çalışan bir elektrokimya mühendisi olarak ihtiyaç duyulan temel uygulamalara adım adım bir kılavuz sunulmaktadır.

Abstract

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

Lityum-iyon pillerde (LIB) kullanılacak yeni ve geliştirilmiş malzemeler üzerine yapılan araştırmalar, herhangi bir hesaplama analizinin deneysel bir karşılığını gerektirir. Lityum iyon pillerin akademik bir ortamda test edilmesi çeşitli biçimlerde olmuştur, ancak en temel düzeyde madeni para hücresi yapısı yatmaktadır. Geleneksel LIB elektrot hazırlamada, aktif malzeme, bağlayıcı ve iletken katkı maddesinden oluşan çok fazlı bir bulamaç bir alt tabaka üzerine atılır. Bir elektrot diski daha sonra kurutulmuş tabakadan delinebilir ve elektrokimyasal değerlendirme için bir madeni para hücresinin yapımında kullanılabilir. Bir pildeki aktif malzemenin potansiyelinin kullanılması, elektrotun mikro yapısına kritik bir şekilde bağlıdır, çünkü birincil bileşenlerin uygun bir dağılımı, elektrokimyasal ve taşıma etkileşiminin optimize edilmesi için optimum elektriksel iletkenlik, gözeneklilik ve kıvrımlılık sağlamak için çok önemlidir. Kuru toz, ıslak karıştırma ve kurutma kombinasyonundan oluşan işleme adımlarının tümü, mikro yapı oluşumunu etkileyen çok fazlı etkileşimleri kritik bir şekilde etkileyebilir. Elektrokimyasal sondalama, elektrotların ve madeni para hücrelerinin son derece dikkatli ve hassas bir şekilde yapılmasını gerektirir. Bu makale, akademik bir ortamda ve kurutma ve kalifelemenin etkisinin deşifre edilmesine vurgu yaparak, lityum iyon piller için susuz elektrot işleme ve madeni para hücresi yapımı hakkında adım adım bir kılavuz sağlamayı amaçlamaktadır.

Introduction

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

Lityum-iyon piller enerji depolama aygıtlarının 1-4 giderek artan ihtiyaçlarını karşılamak için umut verici bir kaynak oluşturmaktadır. LIBs kapasite gelişmeler sadece elektrikli araçların 5,6 etkin aralığını artırmak değil, aynı zamanda da enerji depolama uygulamalarında 7 kullanılmak üzere LIBs canlılığını artırır deşarj derinliği azaltarak onların ömrü artırmak olmaz.

Aslen 1970'lerde 8 işitme için kullanılan, sikke hücreleri bugün yaygın olarak yeni ve mevcut elektrot materyallerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesinde kullanılmaktadır. Piller için küçük form faktörlerinden biri olarak, bu hücreler bir akademik araştırma ortamında pilleri oluşturmak için basit ve etkili bir şekilde temsil ediyor. Tipik bir Lityum-İyon pil, bir katot, anot, cari koleksiyoncular ve anot ve katot kısa devre yapmasını engelleyen bir gözenekli ayırıcının oluşur. Lityum-Ion pil çalışması sırasında, ions ve elektronlar hareketlidir. Deşarj sırasında, iyonları gözenekli ayırıcı içinden negatif elektrot (anot) dan ve pozitif elektrot veya katot içine yolculuk. Bu arada, elektronlar nihayet katot tarafında iyonları ile yeniden birleştirilmesini, dış devre arasında, akım toplayıcı yoluyla seyahat. Iyon ve elektron transferi ile alakalı dirençleri azaltmak amacıyla, bileşenlerin doğru yönlendirilmiş olması gerekir - uzaktan iyonları bölgesinde en aza indirilmelidir. Tipik olarak bu bileşenler bir "sandviç" yapılandırma birleştirilir. Elektrikli araçlar, cep telefonları ve tüketici elektroniğinde kullanılan Piller spiral şeklinde sarılmış ya da katlanmış, pilin form faktörü bağlı olan büyük sandviç oluşmaktadır. Hücrelerin Bu tip yüksek maliyetler ödemeden küçük ölçeklerde imal etmek çok zor olabilir. Ancak, bir sikke hücrede hücre içinde tek bir sandviç var. Özel ekipman elektrotları oluşturmak için hala gerekli olmasına rağmen ben n sikke hücreleri, kendilerini hızlı bir şekilde kontrollü bir ortam içinde elle monte ve mühürlü edilebilir hücreleri.

Pillerin performansı, ne çeşit olursa olsun, pozitif ve negatif elektrot, elektrolit seçimi ve hücre mimarisi 4,9-13 oluşturan malzemelerin bağlıdır. Tipik LIB elektrod etkin madde, iletken katkı maddesi polimerik bağlayıcıyı ve bir elektrolit ile doldurulur boşluğu Li içeren bir kombinasyonundan oluşmaktadır. - Genellikle biraz dikkat verilen bir adım kuru toz karıştırma, ıslak karıştırma, alt tabaka hazırlığı film uygulaması ve kuruma: Elektrot işleme beş ana adımda organize edilebilir. Bu işlem adımları kullanarak bir elektrot üretilirken, son amacı aktif madde, iletken katkı maddesi, bağlayıcı oluşan düzgün bir elektrot film sağlamaktır. Bu üniform dağılım kütüphaneleri 14-18 optimum performans için çok önemlidir.

nt "> Bu kılavuz, yeni ve mevcut elektrot malzemelerinin değerlendirilmesi için para hücrelerini üretmek için Enerji ve Ulaştırma Bilimleri Laboratuvarı Texas A & M (ETSL) de ve Texas State Üniversitesi'nde kullanılan adımları temsil ediyor. Birçok kaynakta belgelenmiş bulunan temel adımlar ötesinde Biz sık sık benzer yöntemler belgeleri ve birçok yayınların dışında kalan önemli ayrıntıları belirterek, kritik aşamalarda kendi uzmanlık dahil ettik. Ayrıca, bizim laboratuvarda kullanılan birincil fiziksel ve elektrokimyasal yöntemler (galvanostatik bisiklet ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS)) içinde izah edilir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Bu protokolde kullanılan çözücüler, reaktifler, veya kuru tozlar herhangi kullanırken dikkatli olunmalıdır. Tüm MSDS sayfaları okuyun ve gerekli güvenlik tedbirleri almak. Standart güvenlik ekipmanları eldiven, koruyucu gözlük ve bir laboratuvar önlüğü içerir.

1. Katot Hazırlık

Not: Katot üretim işleminin şematik bir genel görünüşü Şekil 1'de gösterilmiştir.

figure-protocol-1
Katot oluşturmak için ETSL kullanılan adımlar Şekil 1. şematik bakış. Ana işlem sikke hücrelerine elektrot levha ve esas kurutulması ardından temizlenmiş alüminyum yüzeye, üzerine hazırlanması ve elektrot bulamacının döküm içerir. Için tıklayınız Daha büyük bir ziyaretinde görüntülemekBu rakamın rsion.

  1. Alüminyum Yüzey Hazırlığı
    1. Kes "12 ile" bir 4.5 bir kağıt kesici veya makas kullanılarak 15 mikron kalınlığında alüminyum (Al) folyo levha.
    2. Yönetim kuruluna folyoyu uymak için temiz bir plastik tahta yüzeyinde aseton Sprey ve ardından tahta üzerine folyo kağıt yerleştirin.
    3. Folyo yüzeyinde aseton bol miktarda püskürtün ve küçük yarım daire hareketleri ile bir viski takımını kullanarak tüm yüzey fırçalayın başlar. Yüzeyde ek aseton Sprey ve bir kağıt havlu ile kalıntı silin.
    4. Karşı taraf için adımları 1.1.2-1.1.3 tekrarlayın ve sonra döküm tarafı için bir kez daha tekrarlayın.
    5. Yıkama, sonra çevirmek ve karşı yüzü tekrar yan döküm üzerinde de-iyonize (Di) su ile Al levha kazınmış. DI su görüntüler zayıf ıslatılabilme olarak Al folyo yüzeyini yeniden fırçalayın ve damlacıklar oluşturmadan levhanın yüzeyinden akmaz. Izopropil ile durulama tekrarlayınalkol.
    6. İki kağıt havlu arasına temizlenmiş Al sayfasını aktarın ve iki düz uçaklar ve kağıt havlu arasında basınç altında yaklaşık 20 dakika kurumasını bekleyin.
  2. Çamur hazırlama
    1. Elektrot tabakanın arzu edilen kompozisyonuna bağlı olarak aktif madde, iletken katkı maddesi ve bağlayıcının ağırlık seçin. (Ağırlıkça% 70, lityum manganez, kobalt oksit, LINI 1/3 Mn 1/3 Co 03/01 O 2 (NMC, aktif malzeme), ağırlıkça% 20 karbon siyahı ile, iletken 1,25 g toplam kuru toz ağırlığını seçin katkı maddesi) ve% 10 polivinilidin diflorin (PVDF, bağlayıcı).
    2. NMC üzerinden 0.875 gr ve bir agat havanda içine karbon siyahı ve yerin 0.25 g ölçün. Hafifçe taşlama olmadan malzemeleri karıştırın. Karışımı tek biçimli bir toz görsel olarak gözlemlenmiştir kadar, 3-5 dakika boyunca havan ve tokmak elle tesisi oluşturmak için başladıktan sonra.
    3. Tek kullanımlık bir karıştırma tüpü içine karıştırılan toz aktarınbir parça kağıt tartın. 1-metil-2-pirolidinon içinde 5,5 ml (NMP), sulu olmayan bir çözücü ile birlikte, toz 16 cam topları (6 mm çapında) ekleyin.
    4. Tüp tahrik istasyonu üzerine atılan tüp yerleştirin ve yerine kilitleyin. Sürücüyü açın ve yavaşça maksimum hızda artırmak. Içindekiler 15 dakika karıştırın izin verin.
    5. Tüp doğrudan NMP çözeltisi içinde% 10 PVDF 1.25 g ekleyin. 1.2.4 aynı prosedür takip edilerek sürücünün üzerine Tüp ve 8 dakika için karıştırılması sağlar. Tüp öncesi (aşağıda) döküm fazla 5 dakika için oturuşmaya bırakılmıştır ise, ilave bir 15 dakika boyunca içerikleri karıştırmak.
  3. Döküm ve Kurutma
    1. Izopropil alkol ve kağıt havlu ile otomatik film aplikatör metal yüzeyini temizleyin. Doktor bıçağı temiz ve istenen döküm yüksekliği (200 mm) olarak ayarlanmış olduğundan emin olun.
    2. Film aplikatör yüzeyine izopropil alkol bir tabaka uygulanır ve DRI yered alüminyum tabaka aşağı yüzeye parlak tarafı. Tüm kırışıklık ve izopropil kaldırılana kadar katlanmış bir kağıt havlu ile fazla izopropil alkol dışarı basın. Sıkıca yerinde substrat birini tutarak alt tabakanın yırtılmasını önlemek için özen gösterin.
    3. Tüp sürücüden karıştırma tüpü çıkarın ve kabı açın. Yaklaşık olarak 1 inç alt-tabakanın en (başlangıç ​​döküm tarafı) bir 3/2 inç doğrultusunda alt-tabakanın yüzeyi üzerine bulamaç dökün. Temiz metalik cımbızla tabakadan herhangi bir cam topları çıkarın.
    4. 20 mm / sn döküm hızını ayarlayın ve film uygulayıcının döküm kolunu etkinleştirin.
    5. Hiçbir kırışıklık kağıda formu sağlamak için karton ince bir parçası kullanarak filmin uygulayıcının yüzeyinden döküm elektrot kaldırın.
    6. Elektrot levha oda sıcaklığında 16 saat kurumaya bırakın (~ 24 ° C) ~ 3 saat veya tabaka kuruyana kadar 70 ° C 'de kurutuldu. Elektrot fu çevre izole olduğundan emin olunBana kaput veya düzgün olmayan kurumasını önlemek için kapalı bölme.
  4. Katot Elektrot Delme
    1. Alüminyum metal bir levha üzerine temizlenmiş kuru elektrot levha yerleştirin. "(Kenarlar olmayan üniforma görünebilir). Yavaşça (elle) yumruk baskı uygulamak ve delgi ve düzgün bir yüzeye sahip tabakanın bir bölge üzerine hafifçe koyun" kenarlarında "baskı rulo ½ dışarı atın yumruk temiz bir kesim sağlamak.
    2. (Alternatif) manuel delme yerine kesin bir disk kesici kullanan bir elektrot diski kesin.
    3. Temizlenmiş, plastik cımbız ile levha elektrot kaldırmak ve elektrot yüzeyi yukarı bakacak şekilde, etiketli bir şişenin içine yerleştirin. İki kez tekrarlayın.
    4. (İsteğe bağlı) laboratuar basın yüzeyine bir yumruk elektrot yerleştirin. Kabaca 4 Mpa (optimum basınç kullanılan basına göre değişir) bir basınç uygulayın. Kalan elektrotlar için tekrarlayın.
    5. Bir vacu şişeleri yerleştirinum fırın ve kalan nemi çıkarmak için 12 saat boyunca -0,1 MPa 120 ° C 'de elektrotlar için bir miktar daha kuru izin verir. Sonra, elektrotlar kaldırmak ve 0.0001 g içinde onları tartın.
    6. Torpido gözünün Eyvan açın ve tepsiye şişeleri yerleştirin. Bölmesini kapağını kapatın ve antechamber kapağı sıkın iki parmağınızı kullanarak sıkı bir sızdırmazlık sağlamak.
    7. -0.1 MPa aşağı vakum getirin ve ardından Argon ile doldurun. Torpido gözünün içine taşınan numuneler bağlı olarak, bu sürecini 1-2 kez daha tekrarlayın.

Tam Hücre 2. Anot Levha

  1. Yerine alüminyum folyo alt tabaka olarak 9 mikron kalınlığında bakır folyo kullanarak hariç tekrarlayın bölüm 1. Tabakanın bileşimi, spesifik ihtiyaçlarına uyacak şekilde değiştirilebilir.

3. Düğme Hücre Ön montaj

Dikkat: jeton hücreler yapımı Bir eldiven kutusu içinde, bir atıl (Argon) bir ortam içinde gerçekleştirilmektedir. Extreme dikkatli dış atmosfere iç çevrenin maruziyetini en aza indirmek için alınması gerekir. Torpido gözünün içinde keskin malzemeler ile çalışmak eğer mümkünse minimize edilmelidir. Genel bir kural olarak, torpido gözü içinde bir görev dışında gerçekleştirilen olacaktır hızdan daha 3 kat daha uzun sürer. Eldivenler ayrıca farklı maddelerle çalışırken maruziyeti en aza indirmek için torpido gözü eldiven üzerine giyilmelidir.

Not: (bileşen yerleştirme için) plastik cımbız gibi araçlar kap, dava, dalga yaylar, contalar, aralama, lityum kurdele, elektrolit içeren ve kalan madeni para hücre yapımı için gerekli bileşenleri bir Argon dolu torpido gözünün içinde bulunan O 2 ve H 2 O seviyeleri milyonda 0.5 bölümden altında tutulmuştur. (Lifsiz bir görev mendil dahil) izolasyon kutusu içine takılmış tüm bileşenler O ısıtılması gerekmektedir / -0,1 MPa'lık bir basınç altında 120 ° C de bir vakum etüvü içinde, N'nin herhangi bir kaldırmanem.

  1. Counter-elektrot hazırlanması
    1. Eldiven kutusu içinde, sızdırmaz kaptan (0.75 mm kalınlık), lityum şeridi çıkarın ve bir plastik blok yüzeyi üzerine bir kısmını rulo. Bir jilet kullanarak, dikkatlice folyo yüzeyindeki siyah renkli oksidasyonu kazınması. Eldiven kesme önlemek için son derece dikkatli olun.
    2. Bir 9/16 "delik yumruk atın ve lityum şeridinin bir disk dışarı yumruk. Yumruk dışarı lityum diskini itmek için bir (torpido gözünün içinde lastik eldiven ile lityum ayrılmış) parmak veya başka bir künt aracını kullanın.
    3. 0.5 mm kalınlığında ayırıcı alın ve yavaşça parmaklar arasında yüzeye lityum diski uygulayın. Spacer merkezine lityum disk sopa emin olun ve düz - düzensiz yüzeyi pürüzlü akım dağılımları neden olabilir.
  2. Elektrolit Hazırlık
    1. (: 1, hacim olarak / DEC, bu durumda EC 1 M LiPF 6: 1) ile seçim elektrolit Mağazaelektrolit olarak bir alüminyum kap içinde her zaman torpido gözü, ışığa olduğunu.
    2. Bir çalışma kabı içine kaynağı kaba elektrolitin küçük bir miktar çıkarın.
  3. CELGARD® Ayırıcı Hazırlık
    1. Yazıcı kağıt katlanmış tabaka arasında ayırıcı bir zar tabakası yerleştirin. Alüminyum metal levha üzerine katlanmış bir kağıt ve bir membran yerleştirin.
    2. Delgeçli üstünde bir tampon katmanı yerleştirin ve bir ¾ "çapında ayırıcı zarını dışarı yumruk için bir çekiç kullanın.
    3. 1.4.6-1.4.7 belirtilen prosedürler kullanılarak torpido gözünün içine delikli ayırıcı diskleri aktarın.
      Not: inşa ediliyor, her sikke hücre için ayrı ayırıcılar yumruk zorunda kalmamak için toplu olarak bu adımı gerçekleştirmeniz tavsiye edilir.

4. Düğme Pil Montaj

Not: sikke hücre yapılandırmasıŞekil 2'de sunulmuştur.

figure-protocol-2
Şekil 2. Coin hücre bileşenleri hücre içinde yerleştirme sırasına göre görüntülenir. Katot Yerleştirme hücresinin sızdırmazlık ardından ayırıcı, conta, karşı elektrot ve dalga yayı, tarafından takip edilir. Bu rakamın büyük halini görmek için tıklayınız .

  1. İç antechamber kapağını açın. Torpido gözünün içine antechamber içinde herhangi bir bileşeni çekin ve iç antechamber kapısını kapatın.
  2. Küçük tartmak tekne içine bir madeni para büyüklüğünde davayı yerleştirin. Madeni para büyüklüğünde bir davanın merkezine katot yerleştirin. Elektrotun merkezi elektrolit 1-2 ~ 30 ul damla uygulanır ve kasanın jantın karşıt taraflarında 1 damla uygulanır.
  3. Tek ¾ "ayırıcısını yerleştirinelektrodun yüzeyine. Kuvvet dışında herhangi bir cımbız düz kenarı kullanılarak hapsolan kabarcıklar ve dudak ile davayı kapma ve hafifçe yerine elektrot vurarak katot yeniden merkezi. Bu orijinal konumuna yapışırsa elektrot iyi hareket için izin vermek için bir elektrolit ilave 1-2 damla uygulanır.
  4. Düz tarafı aşağı bakacak ve dudaklı tarafı yukarı bakacak şekilde, kasanın içine conta yerleştirin. Önce hücre ekleme için ışığa doğru tutarak conta yönünü onaylayın.
  5. Hücrenin merkezine elektrolit 2-3 ~ 30 ul damla uygulayın ve lityum aşağı bakacak şekilde merkezi üzerine hazırlanan sayaç elektrot yerleştirin. Merkezli karşı elektrot üstünde dalgalı yayı yerleştirin.
  6. O dalga yay yüzeyinin en kapsar kavisli, dışbükey menisküs formları kadar elektrolit ile ağzına (~ 0.7 ml) hücreyi doldurun.
  7. Dikkatle hücre kullanılarak t üstünde sikke hücre kapağını yerleştirinO hücre üzerinde dikey merkezli kapağı tutun cımbız. Elektrolit aşırı kaybını önlemek için kapağı ortalamak için özen gösterin.
  8. Bu conta dudak içine setleri kadar (elle) kapağı bastırın. Kıvırma hücreyi aktarın ve hücre sıkma kalıp oluk merkezli olduğundan emin olun. ~ 6.2 MPa (900 psi) ve serbest bir basınca hücre kıvrım.
  9. Kıvırma (elle) hücreyi çıkarın ve herhangi bir aşırı elektrolit temizleyin. Adımları yineleyin 4.2- 4.9 İstenen tüm hücreler yapılıncaya kadar. Uygun bir kabın içine çöp koyun, herhangi bir elektrolit dökülen temizleyin. Torpido gözünün dışarı hücreleri aktarın ve bunları etiketlemek.

5. Elektrokimyasal Değerlendirme

  1. Pil cycler temizlenmelidir hücreleri bağlayın. Terminallerinin doğru açık devre potansiyeli ölçülerek bağlandığından emin olun. Pozitif değilse, bağlantıları ters.
  2. Kurutuldu elec ağırlığına göre istenen akımı hesaplayınalt-tabaka, alüminyum, alüminyum, ağırlık itibariyle, aktif madde yüzdesi bilinen kütle ve kullanılan aktif madde alan belirli bir kapasiteli yüzeyinde Trode.
    1. 0,70 x 155 mAh / g = 0,3906 mAh x - bir 0,0090 g ölçülen elektrot kütlesi, 0.0054 g alüminyum diski kütle ve 155 mAh / g kapasiteye sahip alan, (0.0054 g 0.0090 g) halinde arzu edilen akımı belirler. Tam 1 saat (1C) hücreyi boşaltmak için gerekli akımda deşarj şu anda uygulanmakta olan 0,3906 mA.
  3. / Şarj 4 kez C hızında / 10 (galvanostatik, sabit akım) 4.2 V ve 2.8 V Döngüsü hücre alt ve üst gerilim seviyeleri arasında hücreyi boşaltmak için cycler üzerinde zamanlamayı ayarlayın. Sonra C / 10 kerede hücreyi şarj edin.
  4. 5. C / 10 şarjdan sonra, cycler hücreyi çıkarın (gerekirse) ve 1 saat dinlendikten sonra, hücre üzerinde Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi 19 (ÇBS) gerçekleştirin. Geri hücreyi yerleştirinC / 10'da cycler ve deşarj. 1 saat dinlendikten sonra bir kez daha EIS gerçekleştirin.
  5. 100 1C döngü izledi C / 5, C, 2C, 5C ve 10C oranlarında en döngüleyici ve çevrim üzerine geri hücre 5 kez hücreye yerleştirin.
  6. Katot aktif madde mevcut kütlece mAh kapasite bölerek her C hızında hücrelerin spesifik kapasitesini belirlemek. İlk 5 1C döngü ortalama özgül kapasitesi ile son 5 1C döngü ortalama özgül kapasitesinin bölerek kapasite tutma hesaplayın.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Düzgün döküm elektrot levha yüzeyi görünüm üniforma görünür ve düzgün akım toplayıcı uymalıdır. Tipik haliyle, elektrot tabakanın pullanma düşük alt-tabakanın aşındırma, ya da ilk karıştırma aşamasında çok az NMP zorunda da kaynaklanır. Alternatif olarak, çok fazla NMP arzu edilmez bir gözeneklilik yüksek derecede görüntülemek için levha neden olabilir. Son olarak, bu üçüncü havuzu meydana gelmektedir elektrod yüzeyi üzerinde gözlenebilir. Oda (nem, sıcaklık ve herhangi bir hava hareketi...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Islak karıştırma aşamalarının optimizasyonu hangi etkileri elektrot tekdüzelik ve yapışma bulamaç viskozite ve kaplama yeteneği açısından büyük önem taşıyor. Burada, yüksek kesmeli karıştırma, çözücüye, katkı maddesi, bağlayıcı ve aktif materyal viyaller içinde mevcut cam topları kinetik hareketleri kullanılarak karıştırılır burada uygulanmıştır. Bir manyetik karıştırıcı yönteme göre bu karıştırma tekniği çok daha hızlı bir karıştırma kez yararı daha vardır. Daha viskoz çözeltiler etkili bir şekilde karıştırılır olması ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Acknowledgements

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

Bu çalışma mali Texas A & M Üniversitesi öğretim araştırma başlatma hibe (Mukherjee) ve Texas State University start-up finansman (Rodos) tarafından desteklenmektedir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
LiNiMNCoO2 (NMC, 1:1:1)TargrayPLB-H1
CNERGY Super C-65Timcal
Poliviniliden Diflorür (PVDF)KynarFlex 2801
1-Metil-2-pirolidinon susuz, %99,5 NMPSigma-Aldrich328634
EC/DEC'de 1,0 M LiPF6 (hacimce 1:1)BASF
Celgard 2500 AyırıcıMTIEQ-bsf-0025-60C25 & # 956; m kalınlığında;
Polipropilen Alüminyum FolyoMTIEQ-bcaf-15u-280
Lityum ŞeritSigma Aldrich3200800.75 mm kalınlık
2-Propanol, ACS reaktifi, vb; % 99.5Sigma Aldrich190764
Aseton, ACS reaktifi, vb; %99,5Sigma Aldrich179124
Paslanmaz Çelik CR2032 Düğme Pil Kiti Pred Malzemelerikasa, kapak ve PP conta
Paslanmaz Çelik Ara Parçası Pred Malzemeleri15,5 mm çap x 0,5 & mm kalınlığında
Paslanmaz Çelik Dalga Yayı & nbsp;Pred Malzemeleri15 mm çap x 1.4  mm yükseklik
Analitik TeraziOhausAdventurer AX
Akik Harcı ve HavaneliVWR89037-4925 inç çaplı
Tüp TahrikIKA3645000
20 ml Karıştırma TüpüIKA3703000
Cam bilyelerMcMaster-Carr8996K256 mm çap
Otomatik Film AplikatörüElcometerK4340M10-Doktor
BıçağıElcometerK0003580M005
Kalıp SetiMayhew66000
Vakumlu FırınMTI
Vakum PompasıMTI
Laboratuvar PresiMTIYLJ-12
Hidrolik KıvırıcıMTIMSK-110
Torpido gözüMBraunLABstar
Pil DöngüleyiciArbin InstrumentsBT2000
Potansiyostat/Galvanostat/EISBiyolojikVMP3
50316366

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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 materials. Chem Rev. 104, 4271-4301 (2004).
  3. Ellis, B. L., Lee, K. T., Nazar, L. F. Positive Electrode Materials for Li-Ion and Li-Batteries. Chem Mater. 22, 691-714 (2010).
  4. Tarascon, J. M., Armand, M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries. Nature. 414, 359-367 (2001).
  5. Smith, K., Wang, C. Y. Power and thermal characterization of a lithium-ion battery pack for hybrid-electric vehicles. J Power Sources. 160, 662-673 (2006).
  6. Lu, L. G., Han, X. B., Li, J. Q., Hua, J. F., Ouyang, M. G. A review on the key issues for lithium-ion battery management in electric vehicles. J Power Sources. 226, 272-288 (2013).
  7. Dunn, B., Kamath, H., Tarascon, J. M. Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices. Science. 334, 928-935 (2011).
  8. Esb Inc. Button Cell battery. US patent. , US3655452 A (1972).
  9. Elul, S., Cohen, Y., Aurbach, D. The influence of geometry in 2D simulation on the charge/discharge processes in Li-ion batteries. J Electroanal Chem. 682, 53-65 (2012).
  10. Buqa, H., Goers, D., Holzapfel, M., Spahr, M. E., Novak, P. High rate capability of graphite negative electrodes for lithium-ion batteries. J Electrochem Soc. 152, A474-A481 (2005).
  11. Chen, Y. H., Wang, C. W., Zhang, X., Sastry, A. M. Porous cathode optimization for lithium cells: Ionic and electronic conductivity, capacity, and selection of materials. J Power Sources. 195, 2851-2862 (2010).
  12. Arora, P., Doyle, M., Gozdz, A. S., White, R. E., Newman, J. Comparison between computer simulations and experimental data for high-rate discharges of plastic lithium-ion batteries. J Power Sources. 88, 219-231 (2000).
  13. Dillon, S. J., Sun, K. Microstructural design considerations for Li-ion battery systems. Curr Opin Solid St M. 16, 153-162 (2012).
  14. Harris, S. J., Lu, P. Effects of Inhomogeneities-Nanoscale to Mesoscale-on the Durability of Li-Ion Batteries. J Phys Chem C. 117, 6481-6492 (2013).
  15. Liu, G., Zheng, H., Song, X., Battaglia, V. S. Particles and Polymer Binder Interaction: A Controlling Factor in Lithium-Ion Electrode Performance. J Electrochem Soc. 159, A214-A221 (2012).
  16. Zheng, H. H., Yang, R. Z., Liu, G., Song, X. Y., Battaglia, V. S. Cooperation between Active Material, Polymeric Binder and Conductive Carbon Additive in Lithium Ion Battery Cathode. J Phys Chem C. 116, 4875-4882 (2012).
  17. Liu, Z. X., Battaglia, V., Mukherjee, P. P. Mesoscale Elucidation of the Influence of Mixing Sequence in Electrode Processing. Langmuir. 30, 15102-15113 (2014).
  18. Liu, Z. X., Mukherjee, P. P. Microstructure Evolution in Lithium-Ion Battery Electrode Processing. J Electrochem Soc. 161, E3248-E3258 (2014).
  19. Zheng, H. H., Tan, L., Liu, G., Song, X. Y., Battaglia, V. S. Calendering effects on the physical and electrochemical properties of Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O-2 cathode. J Power Sources. 208, 52-57 (2012).
  20. Zheng, H. H., Li, J., Song, X. Y., Liu, G., Battaglia, V. S. A comprehensive understanding of electrode thickness effects on the electrochemical performances of Li-ion battery cathodes. Electrochim Acta. 71, 258-265 (2012).
  21. Marks, T., Trussler, S., Smith, A. J., Xiong, D. J., Dahn, J. R. A Guide to Li-Ion Coin-Cell Electrode Making for Academic Researchers. J Electrochem Soc. 158, A51-A58 (2011).
  22. Li, C. C., Wang, Y. W. Binder Distributions in Water-Based and Organic-Based LiCoO2 Electrode Sheets and Their Effects on Cell Performance. J Electrochem Soc. 158, A1361-A1370 (2011).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles