Name: construction and testing of coin cells of lithium ion batteries
Uploaded: 2012-08-02T13:00:00
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Agradecemos o apoio do programa de Cerâmica da Divisão de Investigação de Materiais da National Science Foundation EUA, sob a concessão nenhuma. DMR-1006515 (gerente de programa, Dr. D. Lynnette Madsen).

1. Preparação de um eléctrodo de trabalho <ol><li> Prepara-se uma mistura de ~ em peso 6. % De polivinilideno fluoreto de ligante (PVDF) em N-metil-2-pirrolidona (NMP). </li><li> Pesar 80 em peso. % De material activo (LiCoO 2, neste caso) e 10 em peso. % C preto (acetileno, 99,9% +) e então misturá-los num vortex durante 1 min. </li><li> Adicionar NMP-ligante mistura de tal modo que o ligante constitui 10 em peso. % Do peso total da mistura. </li><li> Transferir a mistura acima para um frasco de vidro...

<ol>
	<li>Cairns, E. J., Albertus, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Batteries+for+Electric+and+Hybrid-Electric+Vehicles.">Batteries for Electric and Hybrid-Electric Vehicles.</a> Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. 1, 299-320 (2010).</li><li>Dunn, B., Kamath, H., Tarascon, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Energy+Storage+for+the+Grid:+A+Battery+of+Choices.">Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices.</a> Science. 334, 928-935 (2011).</li><li>Goodenough, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cathode+materials:+A+personal+perspective.">Cathode materials: A personal perspective.</a> J. 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Na nossa experiência, o passo mais importante na preparação do eléctrodo de trabalho está a fazer suspensões bons com consistência. Como mostrado na Figura 4, o excesso de NMP na suspensão pode resultar em um revestimento cracking, enquanto insuficiente NMP pode resultar em um revestimento poroso. No trabalho aqui apresentado, CR2032 casos de moedas de células que são de 20 mm de diâmetro são utilizados. Deve notar-se que os casos de moedas de diferentes tamanhos de células pode ser utiliza...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td> Poli (fluoreto de vinilideno) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 182702 </td></tr><tr><td> 1-Metil-2-pirrolidinona, 99,5% </td><td> Alfa Aesar </td><td> 31903 </td></tr><tr><td> LiCoO 2 </td><td> Alfa Aesar </td><td> 42090 </td></tr><tr><td> O negro de carbono, acetileno, 99,9% + </td><td> Alfa Aesar </td><td> 39724 </td></tr><tr><td> LiPF 6 no CE: DMC: DEC </td><td> MTI Corporação </td><td> EQ-Be-LiPF6 </td></tr><tr><td> Separador Celgard </td><td> Celgard </td><td> C480 </td></tr><tr><td> Misturador de vórtice analógico </td><td> VWR </td><td> 58816-121 </td></tr><tr><td> Forno a vácuo </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Vácuobombear </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Prensa hidráulica </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Caso de célula tipo moeda </td><td> MTI Corporação </td><td> EQ-CR2032-CASE-304 </td></tr><tr><td> Primavera e espaçador </td><td> MTI Corporação </td><td> EQ-CR20SprSpa-304 </td></tr><tr><td> Porta-luvas </td><td> mBraun </td><td> UNILAB </td></tr><tr><td> Testador de bateria </td><td> Arbin Instruments </td><td> BT2143 </td></tr></tbody></table>

construction and testing of coin cells of lithium ion batteries

Baterias de iões de lítio recarregáveis ​​têm larga aplicação na eletrônica, onde os clientes sempre exigem mais capacidade e vida útil mais longa. As baterias de lítio também têm sido considerados para ser utilizado em veículos eléctricos e híbridos 1 ou sistemas de grelha mesmo eléctricos de estabilização 2. Todas estas aplicações simular um aumento dramático na pesquisa e desenvolvimento de materiais de bateria 3-7, incluindo novos materiais 3,8, a dopagem 9, 10-13 nanoestruturação, revestimentos ou modificações de superfícies 14-17 e ligantes novos 18. Consequentemente, um número crescente de físicos, químicos e cientistas de materiais recentemente se aventurou nesta área. Células de moedas são amplamente utilizados em laboratórios de pesquisa para testar materiais para baterias novas, mesmo para a pesquisa e desenvolvimento que as aplicações-alvo em grande escala e de alta potência, as células pequena moeda são freqüentemente usados ​​para testar as capacidades e potencialidades da taxa denovos materiais na fase inicial. Em 2010, iniciamos um National Science Foundation (NSF), patrocinado projeto de pesquisa para investigar a adsorção superficial e desordem em materiais de bateria (sem concessão. DMR-1006515). Na fase inicial deste projeto, temos lutado para aprender as técnicas de montagem e teste de células de moedas, que não podem ser alcançados sem a ajuda de numerosos outros pesquisadores em outras universidades (por meio de chamadas freqüentes, trocas de e-mail e duas visitas ao local). Assim, sentimos que é benéfico para documentar, por texto e vídeo, um protocolo de montagem e teste de uma célula de moeda, o que ajudará outros novos pesquisadores neste campo. Este esforço representa os &quot;maior impacto&quot; atividades de nosso projeto NSF, e que também irá ajudar a educar e inspirar os alunos. Neste artigo de vídeo, nós documentamos um protocolo para montar uma CR2032 com um 2 LiCoO eletrodo de trabalho, um contra-eletrodo Li,e (o principalmente comumente utilizado) de polivinilideno fluoreto de ligante (PVDF). Para garantir novos alunos a repetir facilmente o protocolo, vamos manter o protocolo o mais específico e explícito possível. No entanto, é importante notar que na investigação específica e trabalho de desenvolvimento, muitos parâmetros aqui adoptada pode ser variada. Em primeiro lugar, pode-se fazer células de moedas de diferentes tamanhos e testar o eléctrodo de trabalho contra um contra-eléctrodo que não seja Li. Em segundo lugar, as quantidades de C preto e ligante adicionado em os eléctrodos de trabalho são frequentemente variar para se adequar a finalidade particular de pesquisa, por exemplo, grandes quantidades de C preto ou mesmo pó inerte foram adicionados ao eléctrodo de trabalho para testar o desempenho &quot;intrínseca&quot; de materiais de cátodo 14. Em terceiro lugar, ligantes melhores (com excepção de PVDF) também têm desenvolvido e usado 18. Finalmente, outros tipos de electrólitos (em vez de LiPF 6) pode também ser utilizado, na verdade, certos materiais de alta tensão de eléctrodos irá exigir que as utilizações de Electrol especialytes 7.

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Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Um protocolo para construir e testar células moedas de baterias de íon de lítio é descrito. Os procedimentos específicos de fazer um eléctrodo de trabalho, preparando-se um contra-eléctrodo, a montagem de uma célula dentro de um caixa de luvas e testando a célula são apresentados.

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