电池研究
点亮能源存储素材工作
能源生成和存储相关应用需要当今最复杂材料开发举措实现效率和可靠性目标从笔记本电脑到智能手机等许多电子设备都用可充电锂离子电池提供电源,不久它们也可以扩展至许多其他区域。其中包括通过持续开发并采用电动车辆运输正在持续开发新材料,以改变我们捕捉、传输和存储能源的方式
电池性能,无论是容量、寿命或能量密度,归根结底都归结到组成电极、阴极、电解和SEI的材料的固有特性万博在线客服布鲁克开发出一套综合特征技术,使科学家能够理解并优化所有电池组件和完全组装电池的物理和化学特性、性能和稳定性。
读取原子力显微镜、FTIR谱镜、纳米机械测试、X射线分片、Raman显微镜、X射线显微镜、磁共振和X射线谱如何显示能源存储材料的原理
原位特征化
调查溶液电极
研究人员可现场监控实验级电池模型系统溶液和电极电化学过程模型系统不易安装电池产品,但人有可能调和阳极、阴极材料、电解组成物、温度等程序化电压周期FTIR光谱与电化学反应同步结果是IR光谱随时间/潜力收集FTIR光谱学与电化学综合提供对分子变化和所研究分子反射过程的深入了解以及实验电化学响应
循环时跟踪电池行为
充电/卸载期间,每个电池阴极和阳极常变,例如因插入licationX射线分片可同时跟踪相位组成变化和晶体结构演化这使研究人员能理解原子级新能源存储材料,跟踪循环期间发生的反应并监控退化行为提高电池性能
X射线分辨计支持电池材料研发工作,从单阴极和a
观察Li-dride原位增长
lithium dedrite增长是影响liion电池安全的最大问题之一,但由于锂化合物的反作用和脆弱性质,很难检测dedrite增长初始阶段,特别是在研究固电解界面生长时。
使用电化学模式原子强制显微镜可追踪电极表面在潜在控件下的形态演化实验显示石墨对电解层的不同液分解法,加深理解里电池嵌入式生长机制
固态NMR探针现场研究能源存储材料
原位固态核磁共振光谱可提供对电池材料结构、动态和电化学特性的宝贵洞见研究者可以研究电池操作期间材料行为,这有助于开发新的改良电池设计
举例说,原位NMR光谱学可用于调查电解物和电解物在电池充电和卸电周期期间的行为信息可用于优化电池性能并识别操作期间可能出现的问题
此外,原位NMR光谱还可用于研究电池材料随时间推移的退化机制这有助于开发更耐用和更耐用电池
整体而言,原位固态NMR光谱分析是电池研究制造的强工具,因为它使人们更好地了解控制电池性能的基本过程,并可以帮助引导下一代电池技术开发
异常故障分析
研究电化学侧射激光解吸/电离成像
电机合成和电池研究新领域电化学侧响应电极主动面对效率和可复制性构成重大挑战
常见电极有效面上一种或多种复合物不理想聚合聚合物倾向于吸附电极消能化活性表面,常称它为“选择染色性”。
质谱成像使用timsTOFfflex使吸附侧产品识别并实现空间解析可视化TimsTOFFFFlex成像可调查电极染色并提供极值电化学反射路径
增强电池安全
机械毁损,包括电极易故障和分离器渗透,可引起存储能量的剧烈释放,包括电池大火此外,涂层失效、机械或离子诱发膨胀和硬化、制造压力和多发充电周期机械压力和损坏对新设备开发整合构成重大挑战因此,出于安全性能原因,有必要理解这些装置是如何机械性能的,包括每个组件的适当尺寸
电池材料南机测试为新材料提供量化定性并深入深入提高机械性能
软电极碳分析
使用LiFePO4(LFP)型阴极电池已知非常安全,不显示热离散风险,但电导率低,限制高收费/排出率性能薄碳涂层LFP粒子可提高传导性碳涂层阴极材料的名态稳定性可用拉曼光谱学研究,显示涂层同质性
电池所有组件如aode/cose材料和电解解析器都可用极高横向解析法分析,使用Raman显微分光镜分析前和实碳在电池中广泛使用Raman光谱可用于辨别异步并提供进一步信息,如缺陷集中度
磁共振技术广泛应用于电池研究生产中。
磁共振技术通过帮助研究人员深入了解控制电池性能的化学物理过程,为电池行业提供宝贵工具。技术也可有效应用到价值链和供应链电池制造中,以确保电池组件和材料,包括电极、电解解解析器和分离器的一贯质量此外,它可以用来监控电池生产过程并识别可能损害电池性能或安全性的任何缺陷或前后不一致之处。通过利用磁共振技术,电池制造商可提高生产能力并开发效率更高、耐用和成本效益更高的电池解决方案,满足市场日益增长的需求。
无论是电池制造者或研究者,磁共振可帮助实现快速电池研发世界创新
验证结构完整性并研究电极微结构
X射线显微镜化非损视电池和燃料电池内部3D结构XRM大工具帮助理解故障机制,监测电极分离电池使用时间或压力测试等构件内部对齐
电极微结构现代高性能电池如 Liion电池对周期存取时间和容量等关键特性产生重大影响大量努力细心优化处理参数以取出最佳电池性能XRM多尺度分析技术支持先进电池研究,因为它能高清晰度显示单阳极和阴极层微结构
铅酸电池电极元素映射
铅酸电池(积聚器)是存储电化学过程生成电能的可充电装置。电池组成电极由铅和二氧化铅组成2并稀释硫酸(37%H2SO4电解法铅酸电池卸载时微散铅硫酸盐4电极表单反转充电然而,在某些条件下,永久存物也可以在电极上形成由WDS获取的X射线元素图最理想用于调查硫化沉积导致电池故障的性质和空间分布
