Eine Lithium-Ionen-Batterie im wesentlichen eine positive Elektrode aufweist, und eine Elektrolytlösung, einen Separator und andere Komponenten, in dem Prozess der Lithiumionen von der positiven Elektrode der negativen Elektrode des Aufladens in Prolaps eingebettet ist, ist der Entladevorgang genau das Gegenteil. Im Idealfall soll es von der positiven Elektrode kommt aus werden während des Aufladen Li +, alle kehren während des Entladungsvorgangs zu der positiven Elektrode zurück und sind gleichmäßig in dem positiven Elektrodenmaterial eingebettet. In der Praxis kehrt jedoch aufgrund der Probleme von Grenzflächen-Nebenreaktionen und Polarisation nicht nur das gesamte Li + zur positiven Elektrode zurück, sogar Li + gleichmäßig in das positive Elektrodenmaterial eingebettet nicht tun kann. lithiierten Kathodenmaterial zu ungleichmäßigen Spannungen innerhalb der ungleichmäßigen Verteilung der Teilchen des positiven Elektrodenmaterials (positives Elektrodenmaterial, das Einsetzen und Extraktionsverfahren wird Li + Kristallgitter verursacht führen Die Ausdehnung und Kontraktion, verursacht die Volumenänderung des Materials, verursacht Risse in den Sekundärteilchen, was bewirkt, dass die innere Korrosion des Elektrolyten einen beschleunigten Abbau des positiven Elektrodenmaterials verursacht.
Kathodenmaterialien für Lithium-Heterogenität sind unvermeidlich, aber wie zu analysieren und zu erkennen, wurden kritisch, Li zu den Lichtelementen gehört, EDS herkömmliche Werkzeuge nicht die Verteilung von Li Elementen analysieren, um dieses Problem zu lösen, die Menschen versuchen, erste Neutronen mit Li-Modus in einem Lithium-Ionen-Akku, ein kleines Volumen von Neutronen verteilte gebeugte Detektieren und ungeladene und weist somit eine starke Kraft eindringt, kann leicht durch die Schale der Lithium-Ionen-Batterie passieren, und Li und die Lichtelemente wie H und in der Nähe der Neutronenmasse und daher anfälliger mit Neutronen, Neutronenbeugung zu interagieren und damit die Batterie und eine elektrolytische Lösung von Verteilungsprofil Li ist sehr empfindlich, chemische Energiespeicher Helmholtz Institut (HIU) und Institut für Technologie, Karlsruhe Analyse der Lithium-Ionen-Batterie, wenn das Ende der Lebensdauer Verteilung von Li in dem Innern der Batterie Lithium-Ion ( „Li-Batterie Alterungseffekt auf Lithium-Ionen-Batterie in der Distribution“) unter Verwendung eines MJ Mühlbauer et al Neutronenbeugungsstudien zeigen, dass das Leben der Am Ende des Zeitraums wird nicht nur das aktive Li in der Lithium-Ionen-Batterie reduziert, sondern, was noch wichtiger ist, das verbleibende aktive Li ist auch ungleichmäßig innerhalb der Lithium-Ionen-Batterie verteilt. Wie.
Jedoch ist die niedrigere Auflösung Neutronenbeugung, nur auf der Ebene der Batterie Li Gleichförmigkeit der Verteilung, das positive Elektrodenmaterial durch die Ansammlung von Stress zu einer einzelnen Lithium-Ionen-Batterie in der Teilchenverteilung Uniformität. Für die Analyse des einzelnen Partikels verursacht analysiert Li im Innern des Problems der ungleichen Verteilung, Shuyu Fang et al University of Wisconsin-Raman-Spektroskopie eingeführt wird, um in-situ Beobachtung NCM Verteilung des Materials im Prozess von Li in der Lithium wurde Shuyu Fang spezielle Taste Zellstruktur zu erreichen vorbereitet das folgenden Figuren NMC532 Material an unterschiedlichem Raman-Spektrum graph einer Ladespannung, aus der Figur zu sehen sein wird als das Potential NMC Material (lithium de erhöht) erhöht die Intensität des A1g spitzenverringerte nahe 595 / cm mit der Re-lithium positiven Elektrode, die Intensität des A1g peak und wieder angehoben wird, so können wir die geschätzte Spitzenintensität A1g Li Konzentrationsverteilung innerhalb des positiven Elektrodenmaterials verwenden.
Shuyu Fang Analyse und Berechnung zeigten, daß es das Phänomen der unebenen innerhalb eines einzigen NMC Partikels, beispielsweise Partikel aus Fig. 1 in einem # bei 3.88V, A1g Spitzenposition der Partikel in den meisten Regionen der negativen Elektrode 540 / cm, und aber in dem Bereich an der Spitze von 590 / cm negativ, was anzeigt, dass der Teilbereich nacheilt Lithiumeinlagerungsreaktion. Vergleich von unterschiedlichen Teilchen gefunden, gibt es eine große Uneinheitlichkeit zwischen # 1 und # 3 Partikeln, beispielsweise Partikeln erreicht 3.84V # 3 wenn Partikel # 1 4.01V erreicht hat, erreicht die Potentialdifferenz zwischen den beiden Teilchen 0,2 V, was anzeigt, dass die interne Batterie zwischen der positiven Elektrode der Lithium-Ionen-Teilchen zu Teilchen, vorhanden im Innern der Teilchen nicht größer Lithium zwischen den Zonen ist einheitliches Phänomen Lithium unebene Abschnitt zwischen den Teilchen kann dazu führen, können die Partikel zu viel berechnet, Lithium Unebenheit Teilchen innerhalb der Partikelansammlung zu inneren Spannungen führen, in Cracken von Teilchen führt, die lang~~POS=TRUNC-Zyklusstabilität des positiven Elektrodenmaterials sind Habe negative Auswirkungen.
Mit der Entwicklung der Technologie, können die Menschen verwendet werden, mittels Kathodenmaterialien für Lithium-Ressourcen bei der Verteilung von mehr und mehr, wie Susumu Imashuku Tohoku University of Japan (ersten Autor, korrespondierender Autor), die Laserspektroskopie laserinduzierte Dissoziation verwendet, um zu analysieren, (LIBS) -Technik Elektrode LiCoO2 Li Verteilung um Arbeitsprinzip der LIBS ist ein gepulster Laser verdampften Probe getestet werden soll, werden die verdampften Atome angeregt und gibt Photonen sein, durch die Erfassung dieser Atome emittierten Spektroskopie kann die elementare Zusammensetzung und Gehalt der Probe analysieren. normal, wenn LIBS in einer Luftatmosphäre erfasst wird, da die Emissionsspektren von Li-Atome eine starke Eigenabsorption auftreten kann, was zu einer Konzentration der Intensität des Emissionsspektrums der Li-Atome resultierenden mit Li-Atomen ist nicht proportional, so lIBS Analyse vor grundsätzlich qualitative Analyse, wobei eine Lösung für dieses Problem für den Test in einer Argonatmosphäre durchgeführt, um lIBS, kann Niederdruck-Argonplasmatemperatur Laserimpulserzeugung verbessert werden, die Anzahl der Li-Atom im angeregten Zustand dadurch zu erhöhen, wodurch die Intensität des Emissionsspektrums der Li-Atom zu erhöhen.
Susumu Imashuku Testsystem in den unten gezeigten Tests verwendet werden, die Laserquelle ein Nd: YAG-Laserwellenlänge von 532 nm, Pulszeit 16-18ns, Einzelpulsenergie von 20 mJ, dem System mit zwei Sätzen von optischem Spektrumanalysator, wobei ein Sets können ein breites Spektrum an Wellenlängen (200-895nm) sammeln, verwendet, um die Emissionsspektren von Li, einem weiteren Satz empfindlichen auf kurzes (13,3 nM) zu sammeln, verwendet wird, kurzwellige Signale zu sammeln.
Susumu Imashuku erstes testete das Li / Co-Verhältnis von 0, 0,01, 0,10, 0,30, 0,51, 0,62, 0,80 und das Standardprobenspektrum 0.99, als Grundlage für eine nachfolgende Analyse. Die folgende Abbildung zeigt die quantitative Analyse von LCO LIBS zeigt unter Verwendung der positive Elektrode erhalten Li / Co-Verhältnis-Profil (Fig Zyklen nach 30 a, b in Fig. nach 50 Zyklen), kann aus der Figur ersichtlich ist, nach 30 Zyklen von Li Verteilung ist relativ gleichmäßig, aber nach 50 Zyklen LCO Zwischenposition der positiven Elektrode gering ist Li-Konzentration, und die höhere Kante Li-Konzentration, oder sogar die Li / Co-Verhältnis Fall (rote Punkte) größer als 1 durch EDS-Analyse, dass der Rand in einer bestimmten Position zu finden, positive Kantenposition F in LCO und höhere Konzentrationen an elementarem P (F und P sind gemeinsame Elektrolytzersetzungsprodukt), das Element Co-Konzentration niedriger ist als die Mittenposition der Kante, dies ist auf die Autoren glauben LCO positive Kantenpositionen über Gebühr, was in einigen Co-Element Es trat eine Auflösung auf, was zu einem Li / Co-Verhältnis an der Kantenposition von mehr als 1 führte.
In der Praxis stellt das ungleichmäßige Einführen und Entfernen von Li aus dem Kathodenmaterial ein häufiges Phänomen dar. Dieses Phänomen ist im Inneren der Teilchen oder zwischen den Teilchen und sogar innerhalb der Elektroden üblich. Lithium ungleichmäßige innere Spannung kann zu einer Anhäufung von Teilchen führen, was zu Rissen zwischen den Teilchen und dem Li Einführen und Herausziehen unebenen innerhalb der Elektrode in Problemen wie Partialladung aktive Substanzen führen aufgetreten ist, die Lithium-Ionen-Batterien führen kann, Die reversible Kapazität nimmt weiter ab, so dass es besonders wichtig ist, die Ungleichförmigkeit von Li zwischen der Elektrode und dem aktiven Material mittels entsprechender Mittel zu erfassen und Maßnahmen zu ergreifen, um die Unebenheit zu verbessern.
