查看: 5800  |  回复: 116

HORIBA

捐助贵宾 (小有名气)

[商家供应] 光谱分析助力锂电池产业突破:拉曼篇(2)固态电解质锂电池的原位研究

本商家没有参加优惠活动,一起邀请他来参加吧 我的代金券

代金券0元
限量 x 张
满 x 可使用;有效期 x 天;过期可退

内容

前言

上一篇中(光谱分析助力锂电池产业突破:拉曼篇(1)锂电池充放电过程正负极的研究 http://mp.weixin.qq.com/s/7zzHNNaKuNz2xcWTVR0Dew),我们向大家介绍了如何用拉曼研究锂电池充放电过程正负极。今天,我们仍将和您聊一聊光谱分析对锂电池产业发展的深刻作用。

您知道么,现在的拉曼光谱技术可以实时原位跟踪电池中离子浓度的变化,进而确定离子的扩散系数以及离子迁移数,在固态电解质电池分析中经常大显身手。同时越来越多的锂电研究都用到拉曼光谱技术。想要详细了解这些,您就跟我们一起走进拉曼篇(2)——固态电解质锂电池的原位研究吧!

利用拉曼我们来分析什么?

固态电解质电池相比传统液态电解液电池,可以有效避免电池漏液,而且还可以将电池做得更薄(厚度仅为0.1mm)、能量密度更高、体积更小,是未来锂电行业的发展方向。

然而在电池的设计研究过程中,离子的扩散和定向迁移是设计任一款新型电池时必须考虑的因素,它直接关乎到电池的容量、充放电效率、使用寿命等,因此这两项指标的研究是非常重要的。

目前,在液态的电解质中,有很多成熟的技术可以测量离子的扩散和定向迁移,但是对于聚合物电解质来说,这些技术已经不再适用。

此时,显微拉曼光谱成为一种可供选择的替代工具,可以实时原位跟踪电池中离子浓度的变化,进而确定离子的扩散系数以及离子迁移数。

光谱分析助力锂电池产业突破:拉曼篇(2)固态电解质锂电池的原位研究



接下来,我们就来以法国波尔多大学分子物理化学实验室的研究为例,看看他们是如何利用拉曼光谱技术进行锂电池研究的。

1. 案例:锂/固态聚合物/锂对称型电池分析

本案例中,波尔多大学的研究人员选用Li/PEOLiTFSI/Li对称型电池作为分析对象,利用拉曼光谱得到的浓度曲线,确定锂盐的扩散系数以及离子迁移数。

在电池充电之前,研究人员首先进行一遍测量,检查整个电解质中锂盐浓度的均匀性。然后依次施加方向相反的恒定电流,利用 HORIBA 激光拉曼光谱仪原位测量达到稳定状态后电解质,建立浓度梯度。最后,通过得到的实验结果,研究人员可以直观的看到电流密度和锂盐浓度值的关系(结果参见下图)。正如预期的那样,浓度梯度的大小随着所通电流密度值增大而增大。据此,我们还可以得出达到稳定状态后锂盐浓度随着弛豫时间变化的信息[1],从而进一步确定扩散系数和离子迁移数。

光谱分析助力锂电池产业突破:拉曼篇(2)固态电解质锂电池的原位研究-1


1. (上)锂电极和PEOLiTFSI电解质之间的实验测量点,红色标记为选定的测量点,横坐标为各点之间距离


2.(下)拉曼光谱成像显示出的锂盐浓度,该浓度值依赖于位置(横坐标),充放电电流和弛豫时间(左侧纵坐标)。



2. 其他案例

除了上述对锂/固态聚合物/锂对称型电池进行拉曼分析,波尔多大学的研究人员还做了两项其他方面的研究:

1 利用显微拉曼光谱解析电解质的P(EO)n LiTFSI薄膜中的锂盐浓度。
2 利用拉曼光谱对锂离子在LixV2O5负极材料中的插入和脱出进行分析,发现拉曼可以作为电测试之外另一种行之有效的手段,从而更好地认识复合电极中发生的离子插入。

因篇幅所限,本文暂不赘述,如果您感兴趣,可以访问网站:https://jinshuju.net/f/2ssdp8

为什么越来越多锂电研究用到拉曼光谱技术?

显微拉曼光谱技术可以通过一个可观察的窗口进行微型电池的原位表征,就是说我们可以实时追踪到电池中正在进行的变化。此外,现代显微拉曼技术所具备以下卓越的性能,较其他测量技术具备以下突出的优势,因此受到越来越多的锂电研究人员的关注。

1 实时监测锂电池的充放电过程,要求拉曼光谱仪具有快速的数据采集、拉曼成像和高通量等特点。因此,研究人员可以追踪快速的化学反应过程,如离子扩散和迁移。
2 电池的小型化是未来微电池的发展需求,而在透明的电解质中,显微拉曼的空间分辨率可达到衍射极限(亚微米),这就使得显微拉曼助力微电池研究切实可行。

致  谢
本文结果是在法国波尔多大学分子物理化学实验室取得的。特别感谢J-C. Lassègues教授和L. Servant教授从他们的广泛的拉曼-光谱化学研究工作中提供的实验数据。

HORIBA科学仪器事业部
结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供最先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

HORIBA微官网:http://wx3.azitco.cn/index.php?g ... mp;isappinstalled=0

» 猜你喜欢

» 抢金币啦!回帖就可以得到:

查看全部散金贴

已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
^_^

发自小木虫IOS客户端
2楼2017-10-23 15:18:31
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
3楼2017-10-23 15:29:44
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
4楼2017-10-23 15:54:25
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
5楼2017-10-23 16:07:21
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
6楼2017-10-23 16:18:01
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
7楼2017-10-23 16:59:29
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
8楼2017-10-23 17:35:18
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
9楼2017-10-23 17:48:46
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

HORIBA(金币+1): 谢谢参与
10楼2017-10-23 17:51:46
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 HORIBA 的主题更新
普通表情 高级回复(可上传附件)
最具人气热帖推荐 [查看全部] 作者 回/看 最后发表
[考研] 经常指导学生考研与调剂,有空可以回答帖子 (金币+5) +62 weiyonghui 2018-02-18 131/6550 2018-02-22 01:48 by 西柚和萍果
[公派出国] 语言成绩不够怎么办 +13 SunnySLM 2018-02-21 34/1700 2018-02-22 00:56 by soriyoshi
[论文投稿] 中文核心被拒 +22 木空扣扣 2018-02-20 46/2300 2018-02-21 22:25 by 木空扣扣
[考研] 大家开始准备复试了吗? +4 Dawn0209 2018-02-21 7/350 2018-02-21 22:14 by Dawn0209
[考研] 考验调剂 +16 Clove2333 2018-02-20 29/1450 2018-02-21 20:48 by b417888714
[考研] 为什么调剂很多院校看中985学校?公平吗? +64 流浪的云朵 2018-02-17 141/7050 2018-02-21 17:31 by 愁更愁硅谷
[公派出国] 18年CSC博士联培,外导让用skype联系,但是给的skype名字搜不到啊,哪位大神知道啊 +6 萤火虫唔 2018-02-19 6/300 2018-02-21 13:55 by 武志国
[考研] 全国首个高校发布复试分数线,A区农学分数线预计245分?大家推测一下国家线吧 +3 茜蓝12345 2018-02-19 15/750 2018-02-21 09:09 by 飞天小喵咪
[论文投稿] small被拒后想转投CC +5 justJn 2018-02-20 17/850 2018-02-21 00:24 by 阿福2016
[考研] 复试应该怎么准备 +7 又夏summer 2018-02-20 17/850 2018-02-20 23:47 by xu123wentao
[基金申请] 博后基金求助 +6 holly12345 2018-02-20 6/300 2018-02-20 18:53 by 诸葛神鷹
[考研] 345求调剂 +3 1506083 2018-02-20 7/350 2018-02-20 14:01 by 屎壳郎-
[论文投稿] 《计算机工程》退稿后能修改后重投吗? +3 木空扣扣 2018-02-20 5/250 2018-02-20 11:43 by 木空扣扣
[考研] 371求调剂 +5 husterhy 2018-02-18 9/450 2018-02-20 08:55 by husterhy
[硕博家园] 有没有感冒偏方呀 +34 猫与小鱼儿 2018-02-16 39/1950 2018-02-20 07:41 by 未遇君时
[教师之家] 211 双一流本科生求调剂(教育学专业) +5 郑大本科生 2018-02-16 14/700 2018-02-20 00:36 by 郑大本科生
[育儿交流] 6岁的孩子 +13 梅花露 2018-02-17 34/1700 2018-02-19 15:18 by wangmengge
[考研] 393求调剂 +7 风吹落雪花 2018-02-18 9/450 2018-02-19 07:59 by cosn
[考研] 求B区调剂 +7 少女心的梦 2018-02-18 13/650 2018-02-18 16:33 by 少女心的梦
[文学芳草园] 这个年,我只想静静的躲起来 +44 又东风 2018-02-15 80/4000 2018-02-18 13:15 by 又东风
信息提示
请填处理意见