Name: construction and testing of coin cells of lithium ion batteries
Uploaded: 2012-08-02T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries at JoVE.com

Biz minnetle hiçbir hibe kapsamında, ABD Ulusal Bilim Vakfı Malzeme Araştırma Bölümü Seramik programından destek için minnettarım. DMR-1006515 (program yöneticisi, Dr Lynnette D. Madsen).

1. Bir Çalışma Elektrot Hazırlanması <ol><li> ~ 6 wt oluşan bir karışım hazırlamak. N-metil-2-pirolidon (NMP) içinde% poliviniliden florid (PVDF) bağlayıcı. </li><li> 80 wt tartılır. % Aktif madde (bu durumda LiCoO 2) ve 10 wt. Sonra% C siyah (asetilen, 99.9 +%) ve 1 dakika için bir girdap bunları karıştırın. </li><li> Bağlayıcı madde 10 wt oluşturduğu NMP-bağlayıcı madde karışımı gibi ekleyin. Karışımın toplam ağırlığının%. </li><li> Bir küçük cam şişeye ve ...

<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. Power Sources. 174, 996-1000 (2007).</li><li>Yamada, A., Chung, S. C., Hinokuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+LiFePO4+for+lithium+battery+cathodes.">Optimized LiFePO4 for lithium battery cathodes.</a> Journal of the Electrochemical Society. 148, A224-A229 (2001).</li><li>Whittingham, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lithium+batteries+and+cathode+materials.">Lithium batteries and cathode materials.</a> Chemical Reviews. 104, 4271-4301 (2004).</li><li>Tarascon, J. M., Armand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Issues+and+challenges+facing+rechargeable+lithium+batteries.">Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries.</a> Nature. 414, 359-367 (2001).</li><li>Goodenough, J. B., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+for+Rechargeable+Li+Batteries.">Challenges for Rechargeable Li Batteries.</a> Chemical Materials. 22, 587-603 (2010).</li><li>Ceder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+cathode+materials+for+lithium+batteries+guided+by+first-principles+calculations.">Identification of cathode materials for lithium batteries guided by first-principles calculations.</a> Nature. 392, 694-696 (1998).</li><li>Chung, S. Y., Bloking, J. T., Chiang, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronically+conductive+phospho-olivines+as+lithium+storage+electrodes.">Electronically conductive phospho-olivines as lithium storage electrodes.</a> Nature Materials. 1, 123-128 (2002).</li><li>Bruce, P. G., Scrosati, B., 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=Nanomaterials+for+rechargeable+lithium+batteries.">Nanomaterials for rechargeable lithium batteries.</a> Angewandte Chemie-International Edition. 47, 2930-2946 (2008).</li><li>Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+materials+for+advanced+energy+conversion+and+storage+devices.">Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices.</a> Nature Materials. 4, 366-377 (2005).</li><li>Hochbaum, A. I., Yang, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiconductor+Nanowires+for+Energy+Conversion.">Semiconductor Nanowires for Energy Conversion.</a> Chemical Reviews. 110, 527-546 (2010).</li><li>Wang, Y., Cao, G. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developments+in+nanostructured+cathode+materials+for+high-performance+lithium-ion+batteries.">Developments in nanostructured cathode materials for high-performance lithium-ion batteries.</a> Advanced Materials. 20, 2251-2269 (2008).</li><li>Kang, B., Ceder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Battery+materials+for+ultrafast+charging+and+discharging.">Battery materials for ultrafast charging and discharging.</a> Nature. 458, 190-193 (2009).</li><li>Liu, J., Manthiram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+Electrochemical+Performance+of+the+5+V+Spinel+Cathode+LiMn1.5Ni0.42Zn0.08O4+by+Surface+Modification.">Improved Electrochemical Performance of the 5 V Spinel Cathode LiMn1.5Ni0.42Zn0.08O4 by Surface Modification.</a> Journal of the Electrochemical Society. 156, A66-A72 (2009).</li><li>Kayyar, A., Qian, H. J., Luo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+adsorption+and+disordering+in+LiFePO4+based+battery+cathodes.">Surface adsorption and disordering in LiFePO4 based battery cathodes.</a> Applied Physics Letters. 95, (2009).</li><li>Sun, K., Dillon, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mechanism+for+the+improved+rate+capability+of+cathodes+by+lithium+phosphate+surficial+films.">A mechanism for the improved rate capability of cathodes by lithium phosphate surficial films.</a> Electrochemistry Communications. 13, 200-202 (2011).</li><li>Kovalenko, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Major+Constituent+of+Brown+Algae+for+Use+in+High-Capacity+Li-Ion+Batteries.">A Major Constituent of Brown Algae for Use in High-Capacity Li-Ion Batteries.</a> Science. 333, 75-79 (2011).</li></ol>

Deneyimlerimize göre, çalışan elektrot hazırlanmasında en kritik adım tutarlılığı ile iyi çamurlar yapıyor. Yetersiz NMP gözenekli bir kaplama neden olurken, Şekil 4&#39;te gösterildiği gibi, bulamaç içinde aşırı NMP, çatlak bir kaplama ile sonuçlanabilir. Burada sunulan çalışmada, 20 mm çapında olan CR2032 madeni para hücre durumlarda kullanılır. Bu, elektrot boyutları buna göre değiştiği nereye farklı boyutlarda jeton hücre durumlarda, kullanılabileceğini belir...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td></tr><tr><td> Poli (viniliden florür) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 182702 </td></tr><tr><td> 1-Metil-2-pirolidinon,% 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> Karbon siyahı, asetilen, 99.9 +% </td><td> Alfa Aesar </td><td> 39724 </td></tr><tr><td> LiPF EC 6: DMC: DEC </td><td> MTI Şirketi </td><td> EQ-Be-LiPF6 </td></tr><tr><td> Celgard ayırıcı </td><td> Celgard </td><td> C480 </td></tr><tr><td> Analog Vorteks Karıştırıcı </td><td> VWR </td><td> 58816-121 </td></tr><tr><td> Elektrikli fırın </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Vakumpompalamak </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Hidrolik pres </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Coin hücre durumda </td><td> MTI Şirketi </td><td> EQ-CR2032-CASE-304 </td></tr><tr><td> Bahar ve spacer </td><td> MTI Şirketi </td><td> EQ-CR20SprSpa-304 </td></tr><tr><td> Glovebox </td><td> mBraun </td><td> Unilab Industriesis </td></tr><tr><td> Akü test cihazı </td><td> Arbin Aletleri </td><td> BT2143 </td></tr></tbody></table>

construction and testing of coin cells of lithium ion batteries

Müşterilerine her zaman daha fazla kapasite ve daha uzun ömür talep nerede Şarj edilebilir lityum iyon piller, elektronik geniş bir uygulama var. Lityum iyon pil de elektrikli ve hibrid araçların 1 hatta elektrik şebekesi sabitleme sistemleri 2 kullanılmak üzere kabul edilmiştir. Tüm bu uygulamalar 10-13, kaplama veya yüzey değişiklikleri 14-17 ve roman bağlayıcılar 18 nanostructuring, 9 doping, yeni malzemeler 3,8 Pil dahil malzemelerin 3-7 araştırma ve geliştirme, dramatik bir artış simülasyonu. Sonuç olarak, fizikçiler, kimyacılar ve malzeme bilim adamları gittikçe artan sayıda son zamanlarda bu alana cesaret var. Coin hücreleri yaygın yeni bir pil malzemeleri test etmek için araştırma laboratuvarlarında kullanılan, hatta araştırma ve geliştirme hedef ve büyük ölçekli ve yüksek güçlü uygulamalar, küçük sikke hücreleri genellikle kapasiteleri ve hızı yetenekleri test etmek için kullanılırİlk aşamada, yeni malzeme. 2010 yılında, adsorpsiyon ve akü malzemeleri düzensizleştirilmesi (hibe yok. DMR-1.006.515) araştırmak için araştırma projesine sponsor olarak, Ulusal Bilim Vakfı (NSF) başladı. Bu projenin ilk aşaması olarak, diğer üniversitelerin (sık aramalar, e-posta alışverişi ve iki saha ziyaretleri yoluyla) diğer araştırmacılar, çok sayıda yardımı olmadan elde edilemez sikke hücreleri, montaj ve test tekniklerini öğrenmek için mücadele etmişlerdir. Böylece, biz, metin ve video ikisi tarafından, bu alanda diğer yeni araştırmacılara yardımcı olacak bir sikke hücre, montaj ve test protokolü belgelemek için yararlı olduğunu hissediyorum. Bu çaba bizim NSF projesi &quot;Geniş Etki&quot; faaliyetleri temsil eder ve aynı zamanda öğrencileri eğitmek ve ilham yardımcı olacaktır. Bu video yazıda, bir LiCoO 2 çalışma elektrodu, Li elektrot ile bir CR2032 madeni para büyüklüğünde bir araya getirmek için bir protokol belgelemekve (çok sık kullanılan) polivinil florür (PVDF) bağlayıcı. Yeni öğrenenler kolayca protokolü tekrar sağlamak için, belirli ve olabildiğince açık olarak protokol tutun. Bununla birlikte, belli araştırma ve geliştirme çalışmalarında, birçok parametre değiştirilebilir burada kabul dikkat etmek önemlidir. İlk olarak, bir farklı boyutlarda jeton hücreleri yapmak ve Li dışında bir elektrot karşı çalışan elektrot test edebilir. İkinci olarak, C siyah ve bağlayıcı miktarları genellikle araştırma amaca uygun çeşitlidir çalışan elektrot içine eklendi, örneğin, C siyah ya da eylemsiz tozu büyük miktarda &quot;intrinsik&quot; performansı test etmek için çalışma elektrotu ilave edildi katot malzemeleri 14. Üçüncü olarak, daha iyi bir bağlayıcı (PVDF dışında) ayrıca geliştirilmiş ve 18 kullanılmıştır. Son olarak, elektrolit (yerine LiPF 6) diğer tipleri de kullanılabilir; Aslında, bazı yüksek-voltaj elektrot malzemesi özel electrol bir kullanım gerektirecektirytes 7.

Watch this Scientific Journal Video about Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries at JoVE.com

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Lityum iyon pillerin sikke hücreleri oluşturmak ve test etmek için bir protokol tanımlanmıştır. , Bir çalışan elektrot, bir karşı elektrot hale hazırlanması, bir glovebox içindeki bir hücre montajı ve hücre test prosedürleri spesifik sunulmaktadır.

İnşaat ve Lityum İyon pillerin Coin Hücre Testi

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Sinkrotron Radyasyon Teknikleri Kullanarak Lityum İyon ve Sodyum iyon piller için elektrot Malzemelerin Karakterizasyonu

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Yerinde Nötron Toz Kırınım olarak Ismarlama Lityum-iyon Piller kullanma

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton&#39;un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Non-aqueous Electrode Processing and Construction of Lithium-ion Coin Cells

Lityum-ion Coin Hücrelerinin Susuz Elektrot İşleme ve İnşaat

Research into new and improved materials to be utilized in lithium-ion batteries (LIB) necessitates an experimental counterpart to any computational ...

Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature

İyonik Sıvı Bazlı Elektrolitlerin Sentezi Li-ion Piller, Meclis ve Yüksek Sıcaklığında Performans Ölçümleri

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

LiPON tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Three-electrode Coin Cell Preparation and Electrodeposition Analytics for Lithium-ion Batteries

Üç elektrot madeni para hücre hazırlık ve Electrodeposition analiz için lityum-iyon pil

As lithium-ion batteries find use in high energy and power applications, such as in electric and hybrid-electric vehicles, monitoring the degradation and ...

Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence

Cementitious gözenek çözüm ve onun kimyasal bileşimi ve x-ışını floresans kullanarak direnci Analizi ifadesi

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste ...

Preparation of Graphene Liquid Cells for the Observation of Lithium-ion Battery Material

Lityum-iyon pil malzeme gözlenmesi için Graphene sıvı hücreleri hazırlanması

In this work, we introduce the preparation of graphene liquid cells (GLCs), encapsulating both electrode materials and organic liquid electrolytes between ...

Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate

Lityum Niyobat üzerine Yüzey Akustik Dalga Cihazlarının İmalatı

Manipulation of fluids and particles by acoustic actuation at small scale is aiding the rapid growth of lab-on-a-chip applications. Megahertz-order ...