Une batterie au lithium-ion comprend essentiellement une électrode positive, et une solution électrolytique, d'un séparateur et d'autres composants, dans le processus de chargement des ions lithium de l'électrode négative de l'électrode positive incorporée dans le prolapsus, le processus de décharge est tout le contraire. Idéalement, il devrait être sort de l'électrode positive pendant la charge li +, tout retour à l'électrode positive pendant la décharge, et uniformément noyée dans le matériau d'électrode positive. Cependant, dans la pratique entre les problèmes dus à des réactions secondaires de polarisation interfaciale et similaires, non seulement tous de l'électrode positive li + Retour, même Li + uniformément incorporé dans le matériau d'électrode positive ne peut pas faire. matériau de cathode lithié conduira à des contraintes inégales au sein de la répartition inégale des particules de matériau d'électrode positive (matériau d'électrode positive est Li + insertion et le processus d'extraction entraîne le réseau cristallin L'expansion et la contraction, provoquant le changement de volume du matériau, provoquant des fissures à l'intérieur des particules secondaires, entraînant une corrosion interne de l'électrolyte entraînant une décroissance accélérée du matériau de l'électrode positive.
matériaux Cathode pour l'hétérogénéité de lithium est inévitable, mais la façon d'analyser et de détecter est devenue critique, Li fait partie des éléments légers, des outils conventionnels EDS ne peuvent pas analyser la répartition des éléments Li, afin de résoudre ce problème, les gens essaient d'abord à l'aide de neutrons Mode Li détection diffractée distribué au sein d'une batterie au lithium-ion, un petit volume de neutrons, et non chargé et a donc une forte force de pénétration, peut facilement passer à travers l'enveloppe de la batterie au lithium-ion et Li et les éléments légers, tels que H et à proximité de la masse des neutrons, et par conséquent plus susceptibles d'interagir avec des neutrons, la diffraction des neutrons et par conséquent, la batterie et une solution électrolytique de profil de distribution Li est très sensible, le stockage de l'énergie chimique Helmholtz Institut allemand (HIU) et de l'Institut de technologie, Karlsruhe analyse de la batterie au lithium-ion lorsque la fin de la distribution de la durée de vie de Li à l'intérieur de la batterie au lithium-ion ( « batterie Li vieillissement effet sur la batterie au lithium-ion à l'intérieur de la distribution ») en utilisant un MJ Mühlbauer et al études de diffraction des neutrons montrent que la durée de vie de À la fin de la période, non seulement le Li actif à l'intérieur de la batterie lithium-ion est réduit, mais plus important encore, le Li actif restant est également inégalement réparti à l'intérieur de la batterie lithium-ion. Comme
Cependant, la résolution inférieure diffraction de neutrons, seulement au niveau de l'homogénéité de la batterie Li de distribution est analysé, le matériau d'électrode positive provoquée par l'accumulation de contraintes à une seule pile au lithium-ion à l'intérieur de l'uniformité de la distribution des particules. Pour l'analyse de particules individuelles Li à l'intérieur du problème de la répartition inégale, Shuyu Fang et al Université de spectroscopie Raman Wisconsin est introduit, afin de parvenir à l'observation in-situ la distribution NCM de matériau dans le procédé de Li dans le lithium, Shuyu Fang structure de pile bouton spécial ont été préparés le matériau NMC532 des figures suivantes à différents graphique du spectre Raman d'une tension de charge, on peut le voir sur la figure augmentera à mesure que le potentiel matériau NMC (lithium de croissant) réduit l'intensité du pic A1g près de 595 / cm avec l'électrode positive re-lithium, l'intensité du pic A1g et le dos soulevé à nouveau, alors on peut utiliser l'intensité de crête estimée distribution de concentration A1g Li à l'intérieur du matériau d'électrode positive.
Shuyu analyse Fang et le calcul a indiqué que le phénomène de dénivelé sein d'une seule particules NMC, par exemple des particules de la Fig. 1 dans un # à 3.88V, position de crête A1g des particules dans la plupart des régions de l'électrode négative 540 / cm, et mais dans la zone au sommet de 590 / cm négatif, ce qui indique que la zone partielle accuse réaction d'intercalation de lithium. comparaison des différentes particules trouvées, il y a une grande non-uniformité entre 1 et 3 particules, par exemple des particules atteigne 3.84V # 3 lorsque des particules # 1 a atteint 4.01V, la différence de potentiel entre les deux particules atteint 0,2 V, ce qui indique que la batterie interne entre l'électrode positive de particule lithium-ion à particules, présente à l'intérieur des particules ne sont pas plus grandes entre les zones lithium phénomène lithium uniforme partie inégale entre les particules peuvent amener les particules surchargées, des particules d'irrégularité de lithium à l'intérieur de l'accumulation de particules peut conduire à des contraintes internes, ce qui entraîne le craquage des particules, qui sont la stabilité de cycle à long terme du matériau d'électrode positive impact négatif.
Avec le développement de la technologie, les gens peuvent être utilisés pour analyser les moyens de matériaux cathodiques pour les ressources de lithium dans la distribution de plus en plus, comme Susumu Imashuku Université Tohoku du Japon (premier auteur, auteur correspondant), qui a utilisé la spectroscopie laser en utilisant la dissociation induite par laser (LIBS) électrode de technique de distribution LiCoO2 Li principe de fonctionnement autour du LIBS est un échantillon vaporisé à impulsions laser à tester, les atomes vaporisés seront photons excités et presse, émis par la détection de ces atomes la spectroscopie peut analyser la composition élémentaire et la teneur de l'échantillon. normal si LIBS détecté dans une atmosphère d'air, étant donné que les spectres d'émission d'atomes de Li peut se produire une auto-absorption forte, conduisant ainsi à une concentration de l'intensité du spectre d'émission des atomes de Li avec des atomes de Li est non proportionnel, de sorte que l'analyse lIBS avant d'utiliser l'analyse essentiellement qualitative, dans lequel une solution à ce problème est de lIBS effectuée dans une atmosphère d'argon pendant les essais, la température de plasma d'argon basse pression peut être améliorée de génération d'impulsions laser, Augmentant ainsi le nombre d'atomes de Li dans l'état excité, augmentant ainsi l'intensité du spectre d'émission des atomes de Li.
Susumu Imashuku système de test utilisé dans les essais indiqués ci-dessous, la source laser est un laser Nd: YAG, longueur d'onde laser de 532 nm, temps d'impulsion 16-18ns, l'énergie d'impulsion unique de 20 mJ, le système comprenant deux ensembles d'analyseur de spectre optique, dans lequel un ensembles peuvent recueillir une large gamme de longueurs d'onde (200-895nm), utilisé pour collecter les spectres d'émission de Li, un autre ensemble plus sensible à court (13,3 nM), est utilisé pour collecter des signaux de longueurs d'onde courtes.
Susumu Imashuku d'abord testé le Li / Co rapport de 0, 0,01, 0,10, 0,30, 0,51, 0,62, 0,80 et le spectre de l'échantillon standard 0,99, comme base de référence pour une analyse ultérieure. La figure suivante montre l'analyse quantitative de LCO LIBS utilisant l'électrode positive obtenue Carte de répartition du rapport Li / Co (la figure a est après 30 cycles et la figure b est après 50 cycles) On peut voir d'après la figure que la distribution de Li est relativement uniforme après 30 cycles, mais après 50 cycles. LCO position intermédiaire de l'électrode positive est faible concentration Li, et la concentration en Li de bord supérieur, ou encore le rapport Li / Co cas (points rouges) est supérieur à 1 par analyse EDS a constaté que dans une position du bord, la position front F dans LCO et des concentrations plus élevées de P élémentaire (F et P sont des produits de décomposition de l'électrolyte commun), l'élément de concentration Co inférieure à la position centrale du bord, cela est dû aux auteurs pensent LCO positions de bord positif sur la charge, ce qui entraîne un élément Co La dissolution a eu lieu, entraînant un rapport Li / Co à la position du bord supérieur à 1.
En pratique, l'insertion et l'enlèvement irréguliers du Li du matériau de la cathode sont un phénomène courant, phénomène commun à l'intérieur des particules, ou entre les particules et même à l'intérieur des électrodes. lithium contrainte interne inégale peut conduire à l'accumulation de particules, conduisant à des fissures entre les particules et l'insertion et l'extraction Li inégaux à l'intérieur de l'électrode peut entraîner des problèmes tels que des substances de charge active partielles produites, ce qui peut conduire à des batteries au lithium-ion La capacité réversible continue à diminuer, il est donc particulièrement important de détecter la non-uniformité du Li entre l'électrode et le matériau actif au moyen de moyens correspondants et de prendre des mesures pour améliorer les irrégularités.
