Yerinde Nötron Toz Kırınım olarak Ismarlama Lityum-iyon Piller kullanma

Bu prosedürün genel amacı, yerinde nötron kırınım deneyleri için uygun, şarj edilebilir bir elektrokimyasal hücre hazırlamaktır. Bu, önce negatif bir lityum folyo elektrodu, iki ayırıcı ve bir alüminyum veya bakır levha hazırlanarak gerçekleştirilir. İkinci adım, hücrenin akım toplayıcısı olarak işlev görecek olan alüminyum veya bakır levha üzerine bir pozitif elektrot malzemesi bulamacı yaymaktır.

Ardından elektrotlara teller ekleyin. Ardından, ayırıcıları ve elektrotları alternatif katmanlar halinde istifleyin, ardından katmanları bir silindire yuvarlayın. Son adımlar, haddelenmiş hücreyi bir vanadyuma yerleştirmek, elektrolit eklemek ve kutuyu, sonuçta yerinde nötron kırınımına erişilebilen tellerle kapatmaktır.

Elektrokimyasal hücre ile toplanan veriler, elektrokimyasal döngü veya pil işlevi sırasında birden fazla pil bileşeninin gerçek zamanlı yapısal değişikliklerini göstermek için kullanılır. Yerinde nötron kırınım deneylerinin kullanılmasının temel avantajları, pilin tüm kütlesinin aynı anda araştırılan birden fazla bileşenle tahribatsız bir şekilde araştırılması ve lityum ve oksijen gibi daha hafif elementlerin yapısal değişikliklerini takip etme potansiyelidir. U çekirdek kimyasal hücreleri bu deneyi mümkün kılar ve araştırmacının, komissür hücrelerinin yapımında gerekli olan önemli ölçüde daha büyük miktarlarla ilgili gram ölçeğinde sentezlenmiş materyali kullanmasına izin verir.

Genel olarak konuşursak, tekniğe yeni olan bireyler, elektrokimyasal özellikleri optimize ederken hem yüksek kaliteli nötron kırınım verilerinin toplanmasını sağlayan hem de yüksek kaliteli bir in situ hücre inşa etmekle mücadele edeceklerdir, bu nedenle çoğu zaman elektrokimyasal özellikler arasında kurulması gereken bir denge vardır ve yüksek kaliteli nötron kırınım verilerini toplayabilmek için önce pozitif elektrotu hazırlayarak başlayın. Pozitif elektrot malzemesi karışımı önceden yapılmıştır ve polivinil di florür, karbon siyahı ve akım toplayıcı için aktif bir malzeme içerir. 20 mikron kalınlığında alüminyum veya bakır folyo kullanın, yaklaşık 200 milimetreye 70 milimetreye kesin.

Mevcut kolektör tabakasından daha büyük, temiz, düz, pürüzsüz bir cam yüzey elde edin ve folyoyu yapıştırmak için düz bir şekilde yatırın. Yüzeye birkaç damla etanol uygulayın, ardından akım toplayıcıyı damlaların üzerine yerleştirin. Folyonun üzerine birkaç damla daha etanol ekleyin.

Folyoyu kırışıklık kalmayacak şekilde düzeltin. Pozitif elektrot bulamacının yarım küre şeklinde bir su birikintisi elde edin ve bir ila 200 mikrometre çentik yüksekliğine sahip bir çentik çubuğu kullanarak folyonun bir ucuna yerleştirin. Bulamacı mevcut toplayıcının üzerine yayın.

Bulamaç kollektör yüzeyine yayıldıktan sonra vakumlu fırında kurutulacaktır. Folyoyu cam yüzeyden nazikçe çıkarın ve gece boyunca yüksek sıcaklıkta kurutmak için fırına aktarın Gece boyunca kuruduktan sonra, kollektörü ve pozitif elektrodu düz bir yüzeye yerleştirin. Devam etmek için, elektrotun bir bölgesini negatif elektrotun folyosunun boyutlarına uyacak şekilde kesin.

Bölge, bir ucunda bir santimetrelik kaplamasız kolektör folyosu sekmesi içermelidir. Ek olarak, aynı boyutta mevcut kolektör malzemesinin bir parçasını kesin. Kaplanmış kollektörü düz bir plaka presine alın.

Kaplanmış yüzü yukarı bakacak şekilde baskı makinesine yerleştirin ve üzerini kağıtla örtün. Pil performansını artırmak için 30 ila 60 dakika boyunca 100 kilonewtonluk bir basınç uygulayın. Kaplamalı kollektörü presten aldıktan sonra, onu ve kaplamasız kollektör malzemesini bir teraziye taşıyın.

Her birinin kütlesini ölçün ve karşılaştırın. Elektrot karışımının kütlesini belirlemek için farkı kullanın ve bundan aktif malzemenin kütlesi, çeşitli hücre bileşenleri ve hücre muhafazası şimdi toplanmalıdır. Kasa, nötron tozu kırınım verilerinde neredeyse hiç sinyal üretmediği için kullanılan, tamamen vanadyumdan yapılmış bir tüptür.

Borunun bir ucu kapatılmıştır ve açık uç, tellerin geçmesine izin vermek için çentikli bir lastik durdurucuya sahiptir. Daha sonra negatif elektrot için kullanılacak folyo ile çalışın. Deneyler için, elektrot lityum metal folyodan yapılır ve bir torpido gözünde kullanılır.

Bu gösteri için alüminyum folyo kullanılır. Nötron emilimini en aza indirmek için kalınlığı seçin ve burada kasaya uygun bir levha kullanın. 120 milimetreye 35 milimetre.

Folyo hazır olduğunda, hücre için ayırıcıyı seçin. Bu videoda iki polietilen levha kullanılmıştır. Negatif elektrottan biraz daha büyük olacak şekilde kesilirler, yaklaşık 140 milimetreye 40.

Ardından, akım toplayıcıyı ve pozitif elektrodu düz bir çalışma yüzeyine taşıyın. Düz bir şekilde döşedikten sonra, çapı iki milimetreden az olan bir alüminyum çubuk veya tel alın ve kollektörün açıkta kalan ucuna yerleştirin. Tırnağın folyosunu çubuğun etrafına sıkıca sarın.

Pozitif elektrot bölgesini yuvarlamayın. Negatif elektrot, metal folyo ve bir parça bakır tel ile çalışmaya devam edin ve ikisini benzer şekilde yuvarlayın. İşte tamamlanan elektrotlar.

Hücre yapımından önce ihtiyaç duyulan son bileşenler, pil ve diş mumu için elektrolit çözeltisidir. Muhafazayı sızdırmaz hale getirmek için, muhafaza pozitif elektrot ayırıcıları, elektrolit ve balmumu, hücre yapımı için argon dolgulu bir torpido gözüne aktarılmaya hazırdır. Bu video için, devam etmeden önce hücre yapısı torpido gözünün dışında gerçekleşecektir.

Çalışma yüzeyinin metalik olmadığından emin olun Ayırıcı şeritlerden biriyle başlayarak bileşenleri istifleyerek hücre yapımına başlayın. Akım toplayıcıyı, pozitif elektrot yukarı bakacak ve alüminyum çubuk bir ucuna gelecek şekilde yerleştirin. Ardından ikinci ayırıcı şeridi yerleştirin.

Son olarak, negatif elektrodu, alüminyum çubukla aynı uçta sarılmış bakır tel ile üstüne yerleştirin. Şimdi alüminyum ve bakır tel ile yığının sonundan başlayarak. Yuvarlarken tüm katmanları sıkıca bir araya getirmeye başlayın.

Katmanların hizalamasını koruyun ve iki elektrotun temas etmediğinden emin olun. Haddeleme işlemi tamamlandıktan sonra, ayırıcının dış parçasını kontrol edin. Elektrotların kaplanması ve vanadyum muhafazasına temas etmemesi için rulonun etrafına tamamen sarılmalıdır.

Haddelenmiş yığını, üstten çıkıntı yapan tellerle vanadyum kutusuna yerleştirin, bakır tel ve alüminyum çubuk, açıklığın iki ila üç santimetre ötesine uzanmalıdır. Kutuya damla damla elektrolit ekleyin, böylece toplam 1,5 mililitre kullanılır. Elektrolit contayı ekledikten sonra, lastik tıpa ile teneke kutu ve diş mumunu üst kısmına ve telin plastik kılıfının etrafına eritin.

Kutu mühürlendikten sonra inşaat tamamlanır. Hücreyi yatay olarak saklayın ve 12 ila 24 saat yaşlanmasına izin verin. Siyah çarpılarla gösterilen bu yerinde nötron tozu kırınım modeli verileri, LSTN bakır ve lityum içeren bir hücreden alınmıştır.

Hücre deşarjından önce, hücre çok fazlı arıtma kullanılarak modellendi ve uyum, veriler boyunca kırmızı çizgi olarak gösterildi. Alttaki yeşil eğri, veriler ve model arasındaki farkı gösterir. Dikey çubuklar, mavi lityum, kırmızı bakır ve siyah LSTN için yansıma işaretleridir.

Nötron dalga boyu yaklaşık 1.4 angstrum idi. Bu veriler, bisiklet sürme sırasında LSTN'deki 1 1 5 yansıması içindir. İlk karede derece cinsinden en fazla yarım tam genişliktir.

İkincisi, keyfi birimlerde tepe yüksekliğidir. Üçüncüsü saçılma açısıdır. Hepsi zamanın bir fonksiyonu olarak verilir.

Lityum içeriği değiştikçe genişlik ölçüsünün ve tepe yüksekliğinin birbirine zıt olarak değiştiğine dikkat edin. Gözlenen tersinir genişleme, iki fazlı davranışın potansiyelini gösterir ve ayrıca tersinir simetrinin göstergesi olabilir. Alçaltma: Ek grafikler, kafes parametresinin değişimini ve zamanın bir fonksiyonu olarak pil potansiyelini gösterir.

Tan bar'ın deşarj voltajının bir voltun altında olduğu öne çıkan bölgeleri. Bu, iki fazlı bölgenin başlangıcı ile ilişkilidir. Kırmızı çubuk, hücrenin gevşemesine izin verilen aralığı ve dengelenme potansiyelini vurgular.

Prosedürün en önemli yönü, farklı pil katmanları arasında iyi bir temas olmasını sağlamayı hatırlamak ve aynı zamanda her iki elektrotun birbiriyle veya hücre muhafazası ile temas etmemesini sağlamaktır. Bu videoyu izledikten sonra, nötron kırınım deneylerinde kullanılmak üzere yüksek kaliteli haddelenmiş bir yerinde elektrokimyasal hücrenin nasıl oluşturulacağını iyi anlamış olmalısınız. İyi şanslar.