Lityum piller, elektronik ürünlerde ve otomobillerde yeni enerji kaynaklar? olarak yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Son y?llarda devlet, yeni enerji endüstrisini ?iddetle destekledi ve bir?ok yerli ve yabanc? ?irket ve ara?t?rma enstitüsü, lityum pil performans?n?n ?e?itli y?nlerini iyile?tirmek i?in girdilerini art?rd? ve sürekli olarak yeni malzemeler ara?t?rd?. Lityum iyon malzemeler ve ilgili tam hücreli, yar?m hücreli ve pil paketleri, üretime al?nmadan ?nce bir dizi testten ge?er. ??te lityum iyon malzemeler i?in birka? yayg?n test y?nteminin bir ?zeti. En sezgisel yap?sal g?zlemler: taramal? elektron mikroskobu (SEM) ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM)Taray?c? elektron mikroskobu (SEM)Pil malzemesinin g?zlem ?l?e?i, Birka? yüz nanometreden birka? mikrometreye kadar olan mikron alt? aral???, s?radan optik mikroskop g?zlem gereksinimlerini kar??layamaz ve pil malzemesini g?zlemlemek i?in genellikle daha yüksek büyütmeli bir elektron mikroskobu kullan?l?r. Taramal? elektron mikroskobu (SEM) nispeten modern bir hücre biyolojisidir. 1965 y?l?nda icat edilen ara?t?rma arac?. Esas olarak numunenin yüzey morfolojisini g?zlemlemek i?in ikincil elektron sinyali g?rüntülemeyi kullan?r, yani numuneyi elektron ???n? yoluyla taramak i?in ?ok dar bir elektron ???n? kullanarak ve Numunenin etkile?imi ?e?itli etkiler üretir, bunlar esas olarak numunenin ikincil elektron emisyonudur. Taramal? elektron mikroskobu, lityum iyon malzemelerin partikül boyutunu ve tekdüzeli?ini ve ayr?ca nanomalzemelerin ?zel morfolojisini g?zlemleyebilir. D?ngü s?ras?nda malzemelerin deformasyonunu g?zlemleyerek bile, kar??l?k gelen d?ngü tutma yetene?inin iyi veya k?tü olup olmad???na karar verebiliriz. ?ekil 1b'de g?sterildi?i gibi, titanyum dioksit lifleri, iyi elektrokimyasal performans sa?layan ?zel bir a? yap?s?na sahiptir. 1: (a) Taramal? elektron mikroskobu (SEM) yap?sal ?emas?; (b) SEM testi (TiO2 nanotelleri) ile elde edilen foto?raflar 1.1 SEM taramal? elektron mikroskobu prensibi: ?ekil 1a'da g?sterildi?i gibi, SEM, sinyal emisyonu gibi ikincil elektronlara neden olan numune yüzeyinin elektron ???n? bombard?man?n?n kullan?lmas?d?r. SE ve amplifikasyon, SE taraf?ndan ta??nan bilgilerin iletimi, zaman serilerinde noktadan noktaya g?rüntüleme, tüp üzerinde g?rüntüleme.1.2 Taramal? elektron mikroskobu ?zellikleri: (1) Gü?lü stereoskopik g?rüntü ve g?zlemlenebilir kal?nl?k (2) Numune haz?rlama basit ve daha büyüktür numuneler g?zlemlenebilir (3) Daha yüksek ??zünürlük, 30 ila 40? (4) Büyütme 4 kattan 150.000'e kadar sürekli olarak de?i?ebilir (5) Mikro alan?n nicel ve nitel analizi i?in aksesuarlarla donat?labilir1.3 Nesneleri g?zlemleme:Tozlar , granüller ve d?kme malzemelerin tümü test edilebilir. Testten ?nce kuru tutulmalar? d???nda ?zel bir i?leme gerek yoktur. Esas olarak numunenin yüzey morfolojisini, b?lünmü? yüzeyin yap?s?n? ve lümenin i? yüzeyinin yap?s?n? g?zlemlemek i?in kullan?l?r. Malzemenin par?ac?k boyutunun belirli boyutunu ve da??l?m?n? sezgisel olarak yans?tabilir.2. TEM transmisyon elektron mikroskobu ?ekil 2: (a) TEM transmisyon elektron mikroskobunun yap?sal ?emas?; (b) TEM test foto?raf? (Co3O4 nanosheet)2.1 Prensip: Gelen elektron ???n?, numunenin kesitini ta??yan bir elektronik sinyal üretmek i?in numuneden ge?mek i?in kullan?l?r. Daha sonra ?ok seviyeli bir manyetik lens taraf?ndan büyütüldükten sonra bir floresan plaka üzerinde g?rüntüleniyor ve tüm g?rüntü ayn? anda kuruluyor.2.2 ?zellikler: (1) ?nce numune, h<1000 ? (2) 2D düzlemsel g?rüntü, zay?f stereoskopik etki (3) Yüksek ??zünürlük, 2 ?'den daha iyi (4) Karma??k numune haz?rlama2.3 Nesneleri g?zlemleme: ??zeltide da??lm?? nano ?l?ekli materyallerin kullan?mdan ?nce bak?r a? üzerine damlat?lmas?, ?nceden haz?rlanmas? ve kuru tutulmas? gerekir. Ana g?zlem, numunenin i? yap?s?d?r. HRTEM yüksek ??zünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu, malzemenin ilgili kafes ve kristal düzlemini g?zlemleyebilir. ?ekil 2b'de g?sterildi?i gibi, 2B düzlemsel yap?n?n g?zlemlenmesi, SEM'e g?re daha dü?ük bir stereoskopik kalite ile daha iyi bir etkiye sahiptir, ancak daha yüksek ??zünürlükte, daha ince par?alar g?zlemlenebilir ve ?zel HRTEM, malzeme Kristal yüzeyini ve hatta malzemeyi g?zlemleyebilir. kafes bilgisi.3. Malzeme Kristal Yap? Testi: (XRD) X-???n? K?r?n?m TeknolojisiX-???n? k?r?n?m (XRD) teknolojisi. Malzemenin X-???n? k?r?n?m? yoluyla, k?r?n?m modelinin analizi, malzemenin bile?imini, malzemenin i? atomunu veya moleküler yap?s?n? veya morfolojisini ve di?er bilgi ara?t?rma y?ntemlerini elde etmek i?in. X-???n? k?r?n?m analizi, bir maddenin faz ve kristal yap?s?n? incelemek i?in ana y?ntemdir. Bir madde (kristal veya kristal olmayan) k?r?n?m analizine tabi tutuldu?unda, madde farkl? derecelerde k?r?n?m üretmek i?in X-???nlar? ile ???nlan?r. Bile?im, kristal form, molekül i?i ba?lanma, moleküler konfigürasyon ve konformasyon, maddenin üretimini belirler. Benzersiz k?r?n?m deseni. X-???n? k?r?n?m y?ntemi, numuneye zarar vermemesi, kirlilik olmamas?, h?zl?l?k, yüksek ?l?üm do?rulu?u ve kristalin bütünlü?ü hakk?nda büyük miktarda bilgi gibi avantajlara sahiptir. Bu nedenle, malzeme yap?s? ve bile?iminin analizi i?in modern bir bilimsel y?ntem olarak X-???n? k?r?n?m analizi, ?e?itli disiplinlerin ara?t?rma ve üretiminde yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. ?ekil 3: (a) lityum iyon malzemenin XRD spektrumu; (b) X-???n? k?r?n?m ?l?erin temel yap?s?3.1 XRD ilkesi: X-???n? k?r?n?m? bir kristale elektromanyetik dalga olarak yans?t?ld???nda, kristaldeki atomlar taraf?ndan sa??lacakt?r. Atomun merkezinden sa??lan dalgalar yay?l?r. Her atomun merkezinden yay?lan sa??lan dalgalar, kaynak küresel dalgaya benzer. Atomlar kristal i?inde periyodik olarak s?raland???ndan, bu sa??lan küresel dalgalar aras?nda sabit bir faz ili?kisi vard?r ve bu da baz? sa??lma y?nlerindeki küresel dalgalar?n birbirini gü?lendirmesine ve baz? y?nlerde birbirini iptal etmesine neden olarak k?r?n?m fenomeni ile sonu?lan?r. Her kristalin i?indeki atomlar?n düzeni benzersizdir, bu nedenle kar??l?k gelen k?r?n?m deseni, insan parmak izlerine benzer ?ekilde benzersizdir, b?ylece faz analizi yap?labilir. Bunlar aras?nda, k?r?n?m desenindeki k?r?n?m ?izgilerinin da??l?m?, birim hücrenin boyutu, ?ekli ve y?nü ile belirlenir. K?r?n?m ?izgilerinin yo?unlu?u, atomlar?n tipine ve birim hücredeki konumlar?na g?re belirlenir. Bragg denklemini kullanarak: 2dsinθ=nλ, ?zel θ a??lar?nda karakteristik sinyaller olu?turmak i?in sabit hedefler kullanarak farkl? malzemeler taraf?ndan uyar?lan X-???nlar?n? elde edebiliriz, yani PDF kart?nda i?aretlenmi? karakteristik tepe noktalar?.3.2 XRD test ?zellikleri: XRD k?r?n?m ?l?er geni? bir uygulanabilirli?e sahiptir ve genellikle toz, monokristal veya polikristal d?kme malzemeleri ?l?mek i?in kullan?l?r ve h?zl? alg?lama, basit ?al??t?rma ve uygun veri i?leme avantajlar?na sahiptir. Standart bir vicdan ürünüdür. Sadece lityum malzemeleri tespit etmek i?in kullan?lamaz, ?o?u kristal malzeme kendi ?zel kristal formunu test etmek i?in XRD'yi kullanabilir. ?ekil 3a, lityum iyon malzeme Co3O4'e kar??l?k gelen XRD spektrumunu g?stermektedir. Malzemenin kristal düzlem bilgisi, ilgili PDF kart?na g?re ?ekil üzerinde i?aretlenmi?tir. Bu ?ekilde kar??l?k gelen siyah blok malzemesinin kristalle?me tepe noktas? dar ve olduk?a belirgindir, bu da kristalli?inin ?ok iyi oldu?unu g?sterir.3.3 Test nesnesi ve numune haz?rlama gereksinimleri:Pürüzsüz bir yüzeye sahip toz numuneler veya düz numuneler. Toz numunelerin ??ütülmesi, numune yüzeyinin düzle?tirilmesi, ?l?ülen numunenin stres etkisinin azalt?lmas? gerekir.4. Elektrokimyasal Performans (CV) D?ngüsel Voltametri ve D?ngüsel ?arj ve De?arjLityum pil malzemeleri elektrokimyasal aral??a aittir, bu nedenle ilgili bir dizi elektrokimyasal test esast?r. CV testi: Yayg?n olarak kullan?lan bir elektrokimyasal ara?t?rma y?ntemi. Y?ntem, elektrot potansiyelini farkl? oranlarda kontrol eder ve zaman i?inde bir veya daha fazla kez ü?gen dalga formu ile tekrar tekrar tarar. Potansiyel aral???, elektrot üzerinde d?nü?ümlü olarak farkl? indirgeme ve oksidasyon reaksiyonlar? olu?turmak ve ak?m-potansiyel e?risini kaydetmektir. E?rinin ?ekline g?re, elektrot reaksiyonunun tersinirlik derecesi, ara veya faz s?n?r?n?n adsorpsiyon olas?l??? veya yeni bir faz olu?umu ve birle?tirme kimyasal reaksiyonunun do?as? yarg?lanabilir. Elektrot reaksiyon parametrelerini ?l?mek, kontrol ad?mlar?n? ve reaksiyon mekanizmas?n? belirlemek ve tüm potansiyel tarama aral???nda hangi reaksiyonun meydana gelebilece?ini ve bunlar?n do?as?n? g?zlemlemek i?in yayg?n olarak kullan?l?r. Yeni bir elektrokimyasal sistem i?in tercih edilen ?al??ma y?ntemi genellikle "elektrokimyasal spektroskopi" olarak adland?r?labilen d?ngüsel voltametridir. Bu y?ntemde c?va elektrotlar?n?n yan? s?ra platin, alt?n, cams? karbon, karbon fiber mikroelektrotlar ve kimyasal olarak de?i?tirilmi? elektrotlar da kullan?labilir. D?ngüsel voltametri, elektrot i?lemlerinin do?as?, mekanizmas? ve kinetik parametrelerinin incelenmesi i?in yararl? bir elektrokimyasal y?ntemdir. . Yeni bir elektrokimyasal sistem i?in tercih edilen ?al??ma y?ntemi genellikle d?ngüsel voltametridir. Etkilenen fakt?rlerin ?ok say?da olmas? nedeniyle, bu y?ntem genellikle kalitatif analiz i?in kullan?l?r ve kantitatif analiz i?in nadiren kullan?l?r. ?ekil 4: (a) Tersinir elektrotun CV d?ngü diyagram?; (b) Bataryan?n sabit ak?m d?ngüsü ?arj ve de?arj testiSabit Ak?m D?ngüsü ?arj ve Bo?alma Testi: Lityum batarya ilgili bataryaya monte edildikten sonra, d?ngü performans?n? test etmek i?in ?arj ve de?arj gereklidir. ?arj-de?arj i?lemi genellikle bir galvanostatik ?arj-de?arj y?ntemi kullan?r, sabit bir ak?m yo?unlu?unda de?arjlar ve yükler, voltaj? veya belirli kapasite ko?ullar?n? s?n?rlar ve d?ngü testi ger?ekle?tirir. Laboratuvarlarda yayg?n olarak kullan?lan iki tür test cihaz? vard?r: Wuhan Blue Power ve Shenzhen Xinwei. Basit bir program kurduktan sonra pilin ?evrim performans? test edilebilir. ?ekil 4b, bir grup lityum pil monte edilmi? pilin bir d?ngü diyagram?d?r. Siyah d?kme malzemenin 60 daire boyunca, k?rm?z? NS malzemenin ise 150 daire boyunca dola?abildi?ini g?rebiliriz.?zet: Lityum pil malzemeleri i?in bir?ok test tekni?i vard?r. En yayg?n olanlar? yukar?da bahsedilen SEM, TEM, XRD, CV ve d?ngü testidir. Ayr?ca Raman spektroskopisi (Raman), k?z?l?tesi spektroskopisi (FTIR), X-???n? fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve elektron mikroskobu eklerinin enerji spektrum analizi (EDS), malzeme par?ac?k boyutunu belirlemek i?in elektron enerji kayb? spektroskopisi (EELS) ve g?zeneklilik. BET yüzey alan? testi oran?. Hatta baz? durumlarda n?tron k?r?n?m? ve absorpsiyon spektroskopisi (XAFS) kullan?labilir. Ge?ti?imiz 30 y?lda, lityum pil endüstrisi h?zla geli?ti ve otomotiv ve di?er gü? ekipmanlar?nda kullan?m i?in k?mür ve petrol gibi geleneksel yak?tlar?n yerini yava? yava? ald?. Bununla birlikte geli?tirilen karakterizasyon ve tespit y?ntemleri de lityum piller alan?ndaki ilerlemeyi geli?tirmeye ve desteklemeye devam etti.
Kaynak: Meeyou Carbide