Uma bateria de iões de lítio compreende, principalmente, um eléctrodo positivo, e uma solução electrolítica, um separador e outros componentes, em processo de carregamento dos iões de lítio a partir do eléctrodo negativo eléctrodo positivo incorporado em prolapso, o processo de descarga é justamente o oposto. Idealmente, deve ser saindo a partir do eléctrodo positivo durante o carregamento Li +, todo o retorno para o eléctrodo positivo durante a descarga, e uniformemente embebida no material de eléctrodo positivo. no entanto, na prática, entre os problemas devido a reacções secundárias polarização interfacial e similares, não só fazem todos os li eléctrodo positivo + Costas, mesmo Li + uniformemente incorporado no material de eléctrodo positivo não podem fazer. material do cátodo litiado vai levar a tensões desiguais dentro a distribuição desigual das partículas de material de eléctrodo positivo (material de eléctrodo positivo é Li + inserção e processo de extracção irá causar rede cristalina a expansão e contração causa mudanças no volume do material), uma fenda é gerado no interior das partículas secundárias, o electrólito causando a erosão dos resultados de material interno de um material de eléctrodo positivo declínio acelerado para baixo.
materiais de cátodo para heterogeneidade de lítio é inevitável, mas como analisar e detectar se tornou crítica, Li pertence aos elementos leves, EDS ferramentas convencionais não pode analisar a distribuição dos elementos Li, a fim de resolver este problema, as pessoas tente usar primeiro nêutrons modo de detectar o Li difractada distribuído dentro de uma bateria de iões de lítio, num pequeno volume de neutrões, e sem carga e, portanto, tem uma força de penetração forte, pode facilmente passar através da casca da bateria de iões de litio, e Li e os elementos leves, tais como H e perto da massa de neutrões, e por conseguinte mais propensa a interagir com neutrões, de difracção de neutrões e, por conseguinte, a bateria e uma solução electrolítica de perfil de distribuição Li é muito sensível, de armazenamento de energia química de Helmholtz Instituto Alemão (a HIU) e do Instituto de tecnologia, Karlsruhe análise da bateria de iões de lítio quando o fim da distribuição de vida de Li no interior da bateria de iões de lítio ( "Li bateria efeito sobre a bateria de iões de lítio no interior da distribuição envelhecimento") utilizando um MJ Muhlbauer et al estudos de difracção de neutrões mostram que a vida de final apenas no interior da bateria de iões de lítio Li activa é reduzido, mais importante ainda, a actividade de Li restante no interior da bateria de lítio é agora também apareceu má distribuição Like.
No entanto, a resolução de difracção de neutrões mais baixo, apenas ao nível de bateria Li uniformidade de distribuição é analisado, o material de eléctrodo positivo provocado pela acumulação de tensão para uma única bateria de iões de lítio dentro da uniformidade de distribuição de partículas. Para a análise de partículas individuais Li dentro o problema da distribuição irregular, Shuyu fang et al Universidade de Wisconsin espectroscopia Raman é introduzida, a fim de atingir in situ observação distribuição NCM de material no processo de Li na lítio, foram preparados estrutura celular botão especial Shuyu fang as figuras a seguir o material NMC532 no gráfico diferente do espectro de Raman de uma tensão de carga, pode ser visto a partir da figura irá aumentar à medida que o material de NMC potencial (lítio de-aumento) reduziu a intensidade do pico A1G perto de 595 / cm com o eléctrodo positivo re-lítio, a intensidade do pico A1G e de volta de novo levantada, de modo que pode usar a distribuição da concentração A1G Li estimativa da intensidade de pico no interior do material de eléctrodo positivo.
análise Shuyu Fang e cálculo indicado que existe o fenómeno de irregular dentro de uma única partículas NMC, por exemplo, partículas da Fig. 1 numa # em 3.88V, A1G posição do pico das partículas na maioria das regiões do eléctrodo negativo 540 / cm, e mas na área no topo de 590 / cm negativo, indicando que a região parcial fica para intercalação de lítio reacção. comparação de partículas diferentes encontradas, existe uma grande falta de uniformidade entre # 1 e # 3 partículas, por exemplo partículas atinge 3.84V # 3 quando, partículas # 1 atingiu 4.01V, a diferença de potencial entre as duas partículas atinge 0,2 V, o que indica que a bateria interna entre o eléctrodo positivo de partícula de iões de lítio a partícula, presente no interior das partículas não são maiores do lio entre as zonas uniforme fenómeno lítio porção desigual entre as partículas pode provocar que as partículas em excesso, partículas de irregularidade dentro de lítio a acumulação das partículas pode levar a tensões internas, o que resulta em fissuras de partículas, que são estabilidade do ciclo de longo prazo do material de eléctrodo positivo impacto negativo.
Com o desenvolvimento da tecnologia, as pessoas podem ser usadas para analisar meios de materiais de cátodo de recursos de lítio na distribuição de mais e mais, como Susumu Imashuku Tohoku University of Japan (primeiro autor, o autor correspondente), que usou a espectroscopia laser utilizando induzida por laser dissociação (LIBS) técnica eléctrodo LiCoO2 Li distribuição princípio em torno de trabalhar do LIBS é uma amostra de laser pulsado vaporizado a ser testado, os átomos de vaporizado vai ser excitado e libera fotões, emitidos pela detecção destes átomos espectroscopia pode analisar a composição elementar e o conteúdo da amostra. normal se LIBS detectado numa atmosfera de ar, uma vez que o espectro de emissão de átomos de Li pode ocorrer um forte auto-absorção, resultando assim em uma concentração de intensidade do espectro de emissão dos átomos de Li com átomos de Li não é proporcional, de modo análise lIBS antes de utilizar a análise qualitativa, basicamente, em que uma solução para este problema é a lIBS realizada numa atmosfera de árgon, durante o teste, pressão baixa temperatura árgon plasma pode ser melhorado de geração de impulsos de laser, Aumentando assim o número de átomos de Li no estado excitado, aumentando assim a intensidade do espectro de emissão dos átomos de Li.
sistema de teste Susumu Imashuku empregue nos testes apresentados abaixo, a fonte de laser é um laser de Nd: YAG, laser de comprimento de onda de 532 nm, tempo de pulso 16-18ns, energia de impulso único de 20 mJ, o sistema que compreende dois conjuntos de analisador de espectro óptico, em que um conjuntos pode recolher uma vasta gama de comprimentos de onda (200-895nm), usadas para recolher os espectros de emissão de Li, outro conjunto mais sensível para curto (13,3 nM), é usado para recolher sinais de comprimentos de onda curtos.
Susumu Imashuku testado primeiro o Li / razão Co de 0, 0,01, 0,10, 0,30, 0,51, 0,62, 0,80 e o espectro de amostra padrão de 0,99, como uma linha de base para a análise subsequente. A figura seguinte mostra a análise quantitativa de LCO LIBS usando o eléctrodo positivo obtido Li / perfil razão Co (Fig após 30 ciclos, a b na FIG. depois de 50 ciclos), pode ser visto a partir da figura, ao fim de 30 ciclos de distribuição Li é relativamente uniforme, mas após 50 ciclos LCO posição intermédia do eléctrodo positivo é baixa concentração de Li, e a maior borda concentração Li, ou mesmo o caso proporção Li / Co (pontos vermelhos) é maior do que 1 por análise EDS encontrado que em alguma posição do bordo, flanco positivo posição F na LCO e concentrações mais elevadas de P elementar (F e P são comuns produto de decomposição de electrólito), a concentração de elemento de Co mais baixo do que a posição central da borda, isto é devido aos autores acreditam posições flanco positivo LCO sobre a carga, resultando em algum elemento Co A dissolução ocorreu, resultando em uma razão Li / Co na posição da borda maior que 1.
Na prática, a inserção desigual e a remoção do Li do material catódico é um fenômeno comum, fenômeno comum no interior das partículas, ou entre as partículas, e até mesmo no interior dos eletrodos. o esforço interno desigual lítio pode levar a uma acumulação de partículas, resultando em fendas entre as partículas e a inserção e extracção Li desiguais no interior do eléctrodo pode resultar em problemas tais como substâncias de carga-activo parciais ocorreram, as quais podem levar a baterias de lítio capacidade reversível continuou declínio para baixo, detecta assim desnível entre o eléctrodo Li e o material activo com os meios e medidas adequadas para melhorar a não uniformidade é particularmente importante.
