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超全面锂电材料常用表征技术及经典应用举例-秒速牛牛登陆官网

发布时间:2021-02-10    来源:秒速牛牛登录38100

秒速牛牛登陆官网-在锂离子电池的发展过程中,我们希望获得大量简单的信息来帮助我们分析材料和器件的数据,从而了解其各方面的性能。目前,锂离子电池材料和器件常用的研究方法主要包括密切相关的方法和电化学测量。

电化学测试主要分为三部分:(1)充放电测试,主要看电池充放电性能和速率;(2)循环伏安法,主要取决于电池的充放电可逆性、峰值电流和峰值位置;(3)EIS交流电阻,看电池电阻和极化等。以下是对锂电池综合研究中使用的密切相关手段的非常简单的解释,分为八个部分:密切相关的成分、密切相关的形貌、密切相关的晶体结构、密切相关的物质官能团、仔细观察材料的离子输运、材料的微观力学性质、材料的表面功函数等实验技术。1.成分密切相关。

(1)电感耦合等离子体(ICP)用于分析物质的组成元素和各种元素的含量。电感耦合等离子体原子发射光谱法能很好地满足实验室常规分析一、二、微量元素的需要,与电感耦合等离子体原子发射光谱法相比秒速牛牛登录,电感耦合等离子体质谱法是近年来发展起来的新技术,由于仪器价格较高、检出限较低,主要用于痕量/超强痕量分析。Aurbac等人在研究阳极材料与电解质的界面时,用电感耦合等离子体研究了氯化锂和磷酸铁锂在电解质中的溶解度。

通过电解液的转变温度、锂盐种类等参数,用电感耦合等离子体测量电解液中钴、铁含量的变化,从而找到增加电解液中正极材料析出的关键。值得注意的是,如果元素含量较高(例如小于20%),用于ICP检测时误差不会很大,此时不宜使用其他方法。(2)二次离子质谱(SIMS)通过发射热电子电离氩或氧等离子体轰击样品表面,观察被阻挡在样品表面的带电离子或离子簇,与样品的成分密切相关。同位素可以在展开光学中产生,并与样品成分密切相关;观察Ota等对样品成分的横向生产。

用TOFmdash用SIMS技术研究了在标准电解液中加入亚乙烯基亚硫酸盐后,石墨阴极和氯化锂阴极表面SEI膜的组成。Castle等人用SIMS观察了锂从V2O5表面到金锂后电极内部的生成,研究了锂在V2O5中的扩散过程。(3)X射线光子光谱学(XPS)是由瑞典乌普萨拉大学物理研究所的KaiSiegbahn教授及其团队在20世纪50年代和60年代逐步发展起来的。

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x射线光电子能谱(XPS)不仅可以测量表面的组成元素,还可以得到各个元素的化学状态信息,具有较低的能量分辨率,具有一定的空间分辨率(目前为微米级)和时间分辨率(分钟级)。用于测量表面的组成元素,获取各元素的化学状态信息。等利用XPS研究了低压下在石墨表面分解的SEI组分,主要由碳、氧和锂组成,通过FTIR发现主要成分为烷氧基锂盐。

(4)电子能量损失序(Electronic Energy Loss Order,EELS)利用入射电子在材料表面引起的电子激发、电离等非弹性散射损失的能量,通过分析能量损失的方向可以得到元素的组成。EELS对光元素的分辨效果比EDX好,能量分辨率可达1 ~ 2个数量级。空间分辨能力也能超过10*10m数量级,因为它预示着透射电镜技术。

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同时,EELS可以用来测试膜厚,具有一定的时间分辨能力。通过扩展EELS序列的密度格林函数(DFT),可以进一步获得元素价态甚至电子态的精确信息。

AI。Sharab等人在研究氟化铁和碳的纳米复合电极材料时使用了STEMmdashEELS组合技术研究了不同充放电状态下氟化铁和碳纳米复合材料的化学元素生成、结构生成和铁价态生成。(5)扫描公司 STXM需要构建无损三维光学,可以获得理解简单电极材料、液体电解质材料、隔膜材料、电极和电池的关键信息,这些技术可以构建原位测试的功能。-秒速牛牛登陆官网。

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