Optec

Бесплатный звонок: 8 800 2000 567
en
Бесплатный звонок: 8 800 2000 567

Корреляционная рамановская спектроскопия RISE в исследованиях литиево-ионных аккумуляторов

Описание страницы

Корреляционная рамановская спектроскопия RISE в исследованиях литиево-ионных аккумуляторов

Корреляционная рамановская спектроскопия WITec RISE является универсальным инструментом для изучения материалов аккумуляторов, поскольку она позволяет получать распределение химических соединений вместе с топографией ультраструктурных образцов. 

Подробнее об этом – в исследовании ниже.


Авторы:

Stefanie Freitag, Dr. Christina Berger
Carl Zeiss Microscopy GmbH, Germany

Christian Weisenberger, Andreas Kopp, Dr. Timo Bernthaler
Institut für Materialforschung, Hochschule Aalen, Germany

Dr. Ute Schmidt, Dr. Philippe Ayasse 
Witec GmbH, Germany


В сравнении со свинцово-кислотными, литиево-ионные аккумуляторы обладают более высокой емкостью, поэтому они стали самым распространенным источником энергии для портативных электронных и телекоммуникационных устройств. 

Сегодня основными драйверами исследований аккумуляторов являются автомобильная промышленность, портативные электронные устройства и возобновляемые источники энергии, стимулирующие разработку новых материалов для стационарных систем накопления энергии, а также для электронной индустрии.

Как правило, аккумулятор состоит из двух электродов, разделенных сепаратором и пропитанных электролитом для обеспечения движения ионов. Обычно в качестве материала изготовления анода используется графит. Для изготовления катода применяются материалы на основе лития и оксидов переходных металлов, таких как Li(NixCoyMnz)O2 (NCM) или LiMn2O4.

Для достижения заданных свойств также широко используются композитные электроды с двумя или более разными активными материалами. Активные материалы смешиваются с проводящим агентом (техуглерод) и связующим материалом (поливинилиденфторид, PVDF) и затем покрываются металлической фольгой, токоприемником (медь или алюминий). В качестве электролита как правило используется LiPF6 в смеси, например, с диметил карбонатом (DMC) и этилен карбонатом (EC). 

Основной задачей разработчиков аккумуляторов является увеличения срока его службы и снижения эффекта старения. Поэтому усилия ученых направлены на улучшение различных аспектов конфигурации аккумуляторов, а также поиск новых активных материалов как для катода, так и для анода.




Развитию новых активных материалов и конфигураций электродов способствуют аналитические методы, способные отображать различия морфологических и химических свойств с разумным временем анализа.

Исследование анода, катода и сепаратора с помощью единой аналитической системы, объединяющей в себе сканирующий электронный микроскоп и конфокальный рамановский спектрометр, позволяет получать полную информацию.

Сканирующий электронный микроскоп исследует материал катодов и дает информацию о составе с помощью энергодисперсионного анализа (EDX), а конфокальный рамановский спектрометр позволяет получать дополнительную информацию при исследовании сепараторов, связующих веществ и анодных материалов.


Читать полный текст исследования (англ.) >>

x