Name: in situ lithiated reference electrode: four electrode design for in-operando impedance spectroscopy
Uploaded: 2018-09-12T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy at JoVE.com

המחברים להכיר תמיכה כספית משרד האנרגיה האמריקני, Office של חיסכון באנרגיה, אנרגיה מתחדשת.

1. בנוכחות אחר חוטי נחושת/פח
<ol><li>חום מסחרית מתקבל פתרון חשפנות.<ol>
<li>יוצקים מסחרי כיתה תעשייתי בנוכחות אחר פתרון לתוך גביע פלדת אל-חלד (7.6 ס"מ קוטר ו 8.5 ס מ גובה) לעומק של-5 מ"מ מלמטה. מקם את הספל על פלטה חמה. להתחיל חימום קצב איטי של בערך 5 ° C/min.</li>
		<li>לטבול את צמד תרמי נייד בתוך תמיסת מקרוב לפקח ע...

<ol>
	<li>Ma, D., Cao, Z., Hu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Si-Based+Anode+Materials+for+Li-Ion+Batteries:+A+Mini+Review.">Si-Based Anode Materials for Li-Ion Batteries: A Mini Review.</a> Nano-Micro Letters. 6 (4), (2014).</li><li>Jung, S. -. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+Degradation+Mechanisms+of+LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+Cathode+Material+in+Lithium+Ion+Batteries.">Understanding the Degradation Mechanisms of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Cathode Material in Lithium Ion Batteries.</a> Advanced Energy Materials. 4 (1), 1300787 (2014).</li><li>Streipert, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+LiPF6+on+the+Aluminum+Current+Collector+Dissolution+in+High+Voltage+Lithium+Ion+Batteries+after+Long-Term+Charge/Discharge+Experiments.">Influence of LiPF6 on the Aluminum Current Collector Dissolution in High Voltage Lithium Ion Batteries after Long-Term Charge/Discharge Experiments.</a> Journal of The Electrochemical Society. 164 (7), A1474-A1479 (2017).</li><li>Gilbert, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cycling+Behavior+of+NCM523/Graphite+Lithium-Ion+Cells+in+the+3-4.4+V+Range:+Diagnostic+Studies+of+Full+Cells+and+Harvested+Electrodes.">Cycling Behavior of NCM523/Graphite Lithium-Ion Cells in the 3-4.4 V Range: Diagnostic Studies of Full Cells and Harvested Electrodes.</a> Journal of The Electrochemical Society. 164 (1), A6054-A6065 (2017).</li><li>Shim, J., Kostecki, R., Richardson, T., Song, X., Striebel, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+analysis+for+cycle+performance+and+capacity+fading+of+a+lithium-ion+battery+cycled+at+elevated+temperature.">Electrochemical analysis for cycle performance and capacity fading of a lithium-ion battery cycled at elevated temperature.</a> Journal of Power Sources. 112 (1), 222-230 (2002).</li><li>Peled, E., Menkin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review-SEI:+Past,+Present+and+Future.">Review-SEI: Past, Present and Future.</a> Journal of The Electrochemical Society. 164 (7), A1703-A1719 (2017).</li><li>Nadimpalli, S. P. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+capacity+loss+due+to+solid-electrolyte-interphase+layer+formation+on+silicon+negative+electrodes+in+lithium-ion+batteries.">Quantifying capacity loss due to solid-electrolyte-interphase layer formation on silicon negative electrodes in lithium-ion batteries.</a> Journal of Power Sources. 215, 145-151 (2012).</li><li>Ender, M., Weber, A., Ellen, I. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Three-Electrode+Setups+for+AC-Impedance+Measurements+on+Lithium-Ion+Cells+by+FEM+simulations.">Analysis of Three-Electrode Setups for AC-Impedance Measurements on Lithium-Ion Cells by FEM simulations.</a> Journal of The Electrochemical Society. 159 (2), A128-A136 (2011).</li><li>Zhou, J., Notten, P. H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Reliable+Lithium+Microreference+Electrodes+for+Long-Term+In+Situ+Studies+of+Lithium-Based+Battery+Systems.">Development of Reliable Lithium Microreference Electrodes for Long-Term In Situ Studies of Lithium-Based Battery Systems.</a> Journal of The Electrochemical Society. 151 (12), A2173-A2179 (2004).</li><li>Klink, S., H&#246;che, D., La Mantia, F., Schuhmann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FEM+modelling+of+a+coaxial+three-electrode+test+cell+for+electrochemical+impedance+spectroscopy+in+lithium+ion+batteries.">FEM modelling of a coaxial three-electrode test cell for electrochemical impedance spectroscopy in lithium ion batteries.</a> Journal of Power Sources. 240 (Supplement C), 273-280 (2013).</li><li>B&#252;nzli, C., Kaiser, H., Nov&#225;k, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Important+Aspects+for+Reliable+Electrochemical+Impedance+Spectroscopy+Measurements+of+Li-Ion+Battery+Electrodes.">Important Aspects for Reliable Electrochemical Impedance Spectroscopy Measurements of Li-Ion Battery Electrodes.</a> Journal of The Electrochemical Society. 162 (1), A218-A222 (2015).</li><li>Delacourt, C., Ridgway, P. L., Srinivasan, V., Battaglia, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurements+and+Simulations+of+Electrochemical+Impedance+Spectroscopy+of+a+Three-Electrode+Coin+Cell+Design+for+Li-Ion+Cell+Testing.">Measurements and Simulations of Electrochemical Impedance Spectroscopy of a Three-Electrode Coin Cell Design for Li-Ion Cell Testing.</a> Journal of The Electrochemical Society. 161 (9), A1253-A1260 (2014).</li><li>Hoshi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+reference+electrode+position+in+a+three-electrode+cell+for+impedance+measurements+in+lithium-ion+rechargeable+battery+by+finite+element+method.">Optimization of reference electrode position in a three-electrode cell for impedance measurements in lithium-ion rechargeable battery by finite element method.</a> Journal of Power Sources. 288 (Supplement C), 168-175 (2015).</li><li>La Mantia, F., Wessells, C. D., Deshazer, H. D., Cui, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliable+reference+electrodes+for+lithium-ion+batteries.">Reliable reference electrodes for lithium-ion batteries.</a> Electrochemistry Communications. 31 (Supplement C), 141-144 (2013).</li><li>Aurbach, D., Zinigrad, E., Cohen, Y., Teller, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+short+review+of+failure+mechanisms+of+lithium+metal+and+lithiated+graphite+anodes+in+liquid+electrolyte+solutions.">A short review of failure mechanisms of lithium metal and lithiated graphite anodes in liquid electrolyte solutions.</a> Solid State Ionics. 148 (3), 405-416 (2002).</li><li>Klett, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+Behavior+RE-Visited:+Monitoring+Potential+Windows,+Capacity+Loss,+and+Impedance+Changes+in+Li1.03(Ni0.5Co0.2Mn0.3)0.97O2/Silicon-Graphite+Full+Cells.">Electrode Behavior RE-Visited: Monitoring Potential Windows, Capacity Loss, and Impedance Changes in Li1.03(Ni0.5Co0.2Mn0.3)0.97O2/Silicon-Graphite Full Cells.</a> Journal of The Electrochemical Society. 163 (6), A875-A887 (2016).</li><li>Zhang, W. -. 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+review+of+the+electrochemical+performance+of+alloy+anodes+for+lithium-ion+batteries.">A review of the electrochemical performance of alloy anodes for lithium-ion batteries.</a> Journal of Power Sources. 196 (1), 13-24 (2011).</li><li>Klett, M., Gilbert, J. A., Pupek, K. Z., Trask, S. E., Abraham, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layered+Oxide,+Graphite+and+Silicon-Graphite+Electrodes+for+Lithium-Ion+Cells:+Effect+of+Electrolyte+Composition+and+Cycling+Windows.">Layered Oxide, Graphite and Silicon-Graphite Electrodes for Lithium-Ion Cells: Effect of Electrolyte Composition and Cycling Windows.</a> Journal of The Electrochemical Society. 164 (1), A6095-A6102 (2017).</li><li>Ma, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Guide+to+Ethylene+Carbonate-Free+Electrolyte+Making+for+Li-Ion+Cells.">A Guide to Ethylene Carbonate-Free Electrolyte Making for Li-Ion Cells.</a> Journal of The Electrochemical Society. 164 (1), A5008-A5018 (2017).</li><li>Michan, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluoroethylene+Carbonate+and+Vinylene+Carbonate+Reduction:+Understanding+Lithium-Ion+Battery+Electrolyte+Additives+and+Solid+Electrolyte+Interphase+Formation.">Fluoroethylene Carbonate and Vinylene Carbonate Reduction: Understanding Lithium-Ion Battery Electrolyte Additives and Solid Electrolyte Interphase Formation.</a> Chemistry of Materials. 28 (22), 8149-8159 (2016).</li><li>Rahmoun, A., Loske, M., Rosin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+Impedance+of+Lithium-ion+Batteries+Using+Methods+of+Digital+Signal+Processing.">Determination of the Impedance of Lithium-ion Batteries Using Methods of Digital Signal Processing.</a> Energy Procedia. 46, 204-213 (2014).</li><li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Impedance+Spectra+for+Lithium-ion+Battery+Ageing+Considering+the+Rate+of+Discharge+Ability.">Electrochemical Impedance Spectra for Lithium-ion Battery Ageing Considering the Rate of Discharge Ability.</a> Energy Procedia. 105, 844-849 (2017).</li><li>Andre, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+high-power+lithium-ion+batteries+by+electrochemical+impedance+spectroscopy.+I.+Experimental+investigation.">Characterization of high-power lithium-ion batteries by electrochemical impedance spectroscopy. I. Experimental investigation.</a> Journal of Power Sources. 196 (12), 5334-5341 (2011).</li><li>Li, S. E., Wang, B., Peng, H., Hu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electrochemistry-based+impedance+model+for+lithium-ion+batteries.">An electrochemistry-based impedance model for lithium-ion batteries.</a> Journal of Power Sources. 258, 9-18 (2014).</li></ol>

איור 2a פרופיל מתח התא מלא תוך 2b איור זה ולהראות 2 c מתח פרופילים התואמים את הצד החיובי, את האלקטרודה השלילית לעומת כמה Li/Li+ בזמן יחזור לתקנו התא מלא בין 3 ל- 4.4 V. ניתן לראות כפי התא מלא סריקות בין 3 ל- 4.4 V, האלקטרודה החיובית חוויות המתחים בין 3.65 V ו- 4.4...

הביקוש צפיפות אנרגיה גבוהה ממצברי ליטיום (לאימייל) הוא נוהג מחקר להבנת גורמי היסוד המגבילות Li-ion תאים ביצועים1. מתח גבוה הפעולה של תאים המכילים דור חדש של מתכות מעבר בשכבות תחמוצת cathodes, גרפיט אנודות ואלקטרוליטים קרבונט אורגני משויכת תגובות טפיליות מספר2,3. חלק תגובות אלו צורכים Li - יון המלאי, לעיתים קרובות לגרום עלייה משמעותית אימפדנס של6,75,4,תא. אובדן של Li-ion תוצאות גם משמרת נטו של הפוטנציאל משטח של אלקטרודות. ניטור של שינויי מתח על אלקטרודה בודדים בתא מלא לעומת אלקטרודה הפניה (RE) ניתן לבצע גם מסחרי 3-אלקטרודה תא עיצובים8,9,10,11 , 12 , 13 , 14. מידע המתייחס מתח פרופילים והשינויים עכבה על גבי אלקטרודות בודדות מקדמת הבנה עמוקה יותר של מנגנונים השפלה הבסיסית ליב. קונבנציונלי 3-אלקטרודה התאים מכילים Li מתכת כמו אלקטרודה הפניה, המאפשרת הבנה ברורה של תהליכי אלקטרוכימי-כל אלקטרודה. Li-מטאל עם אלקטרוליט אורגני עובר שינוי פני השטח ספונטנית ולא התרומה של שכבת פני השטח הזה ב- Li ניתן כימות15. 3-אלקטרודה מספר תצורות כגון (א) T-מודל, (b) מיקרו-RE באופן מוחלט קואקסיאליים העבודה והן האלקטרודה מונה, (ג) תא מטבע עם RE מאחורי הדלפק אלקטרודה, וכו ' יש כבר הציע מוקדם יותר. רוב תצורות תאים אלה יש את RE ממוקם הרחק הכריך תא, יצירת להיסחף משמעותית בנתוני עכבה עקב מוליכות נמוכה של האלקטרוליט. הוכח כי מחדש עם פוטנציאל יציבה לאורך כל המדידה חייבת תוצבו במרכז הכריך כדי להבטיח שהנתונים עכבה אמין.
על מנת לטפל סתירות אלה, עיצבנו מלכודת תא מעורבים הרביעי RE16. כבל Cu דקים Sn מצופה דחוקה בין האלקטרודות של סוללה כי ניתן electrochemically lithiated בחיי עיר לטופס של סגסוגת SnxLi. Sn עובר lithiation, המתח של החוט הפניה טיפות, חוט לחלוטין lithiated יש פוטנציאל קרוב 0 V vs. משה גאנו Li+17. ההרכב lithiated יש לנו את היכולת להשוות Li מתכת ולהקל סגסוגות והשלמת אורווה פוטנציאליים במהלך תקופת זמן המדידה. מתכת Li נחשפים האלקטרוליט הוא נוטה מוצרים פירוק אלקטרוליטי ויוצרים שכבות פני השטח. מדידה EIS כדי לחקור את אימפדנס של אלקטרודות בודדות על-ידי איסוף ספקטרה אחת האלקטרודות בין ההפניה מתכת Li כפי מצמידים לא היו אמינים בשל תרומתה של שכבות אלה על עכבה. למרות הפחתת אלקטרוליט הוא נמנע גם על פני השטח Li-Sn, כבל הפניה lithiated בחיי עיר יש את היתרונות הבאים: (א) אין אלקטרוליט קבוע פירוק מוצרים כמו המתח הוא תמיד מעל הפוטנציאל הפירוק של האלקטרוליט אלא אם כן lithiated, רומז ללא אובדן של Li המלאי במערכת לשכבות פנים; (ב) השכבות נוצרו במהלך lithiation של חוט Sn הן על פני שטח קטן מאוד, מתן תרומה זניחה הנתונים EIS; ו (ג) יצרו המוצרים לבזות החוט Sn מאבד Li ואת הפוטנציאל של גדל תיל, וכתוצאה מכך lithiation של חוט Sn טריים במהלך כל lithiation, וכך היווצרות שכבות פנים דק מאוד בכל פעם במקום עובי מוגברת של אלה שכבות. ספקטרה הקליט עם סגסוגות אלה כהפניה מספקים נתונים יותר מדויקות ואמינות של עכבה האלקטרודה. ערכנו בדיקות עם תקן 2032-סוג מטבע תאים ו- 4-אלקטרודה RE תאים כדי לאמת את העיצוב שלנו. תוצאות בדיקות אלה והפרשנות שלנו של הנתונים ישמש כתוצאה מכך נציג כדי להסביר את היעילות של פרוטוקול שלנו. V 3-4.4 רכיבה על אופניים בעקבות פרוטוקול סטנדרטי, אשר כללה מחזורים היווצרות הזדקנות מחזורים, מדידות עכבה AC תקופתיים במהלך רכיבה על אופניים. המדידות תא מטבע לספק מידע רב ערך על הפרמטרים כגון מחזור החיים, קיבולת השמירה, שינויים עכבה AC, תאים RE וכו לאפשר שינויים מתח ניטור עכבה לעלות על גבי אלקטרודות בודדות. להבנתנו מכניסטית לתוך העלייה לדעוך, עכבה קיבולת יכול לספק קווים מנחים לפיתוח מערכות אלקטרוליט ולהבין תרומות עבור קיבולת אובדן של כל אלקטרודה במבצע תא מתח גבוה.
התאים שלנו הכיל Li-1.03 (Ni0.5Co0.2Mn0.3)-0.97O-2 (מסומן כאן בתור NMC532)-בסיס אלקטרודות חיובית, אלקטרודות שלילי מבוססת-גרפיט (מסומן כאן כמו Gr) ופתרון 1.2 מ' של LiPF6 ב Fluoroethylene קרבונט (FEC): אתיל מתיל קרבונט (EMC) (5:95 w/w) בתור האלקטרוליט. האלקטרודות השתמשו במחקר זה הם סטנדרטיים אלקטרודות מפוברק תא ניתוח, דוגמנות, מתקן טיפוס (מחנה) Argonne National Laboratory. האלקטרודה החיובית מורכב NMC532, מוספים מוליך פחמן (C-45), polyvinylidene בינדר פלואוריד (PVdF) על יחס משקל של 90:5:5 ב- 20 מיקרומטר Al עבה אספן הנוכחי. האלקטרודה השלילית מורכב גרפיט, מעורבב עם C-45, PVdF בינדר על יחס משקל של 92:2:6 ב- 10 מיקרומטר עבה Cu הנוכחי אספן. דיסקים מעגלית של 5.08 ס מ קוטר היו אגרוף מ הלוגן אלקטרודה ואגרופים המפרידים היו עם קוביה 7.62 ס"מ לשימוש בפרזול עם הקוטר הפנימי 7.62 ס מ. האלקטרודות היו יבשים-120 ° C ו המפרידים ב 75 מעלות צלזיוס בתנור ואקום במשך לפחות 12 שעות לפני האסיפה התא. ייצוג סכמטי של העיצוב מקבע מיוצג באיור1. אלקטרודות ואביזרי גדול להבטיח מינימום inhomogeneities בהתפלגויות הנוכחי ליחידת שטח, לפיכך, מתן את העיוותים לפחות ספקטרום עכבה. V 3-4.4 רכיבה על אופניים בעקבות פרוטוקול סטנדרטי, שכלל שני מחזורים היווצרות בקצב C/20, 100 הזדקנות מחזורים בקצב C/3 ומחזורי אבחון שני ב- C/20. כל סוללת הבדיקות נערכו ב- 30 ° C. נתונים אופניים אלקטרוכימי נמדדה באמצעות הצנטרפוגה של הסוללה, ספקטרוסקופיה עכבה אלקטרוכימי (EIS) מתבצעת באמצעות מערכת potentiostat.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="645">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Insulstrip 220</td>
			<td style="width:143px;">Ambion Corporation</td>
			<td style="width:119px;">081607-1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium Hydroxide (23 wt%)</td>
			<td style="width:143px;">Ambion Corporation</td>
			<td>1310-73-2</td>
			<td>Contents of Insulstrip 220</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Furfuryl Alcohol (10 wt%)</td>
			<td style="width:143px;">Ambion Corporation</td>
			<td style="width:119px;">98-00-0</td>
			<td>Contents of Insulstrip 220</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NCM523</td>
			<td>TODA America</td>
			<td style="width:119px;">NM4100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">C-45&#160;</td>
			<td>Timcal Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">polyvinylidene fluoride (PVdF)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">427152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sn over Cu wire</td>
			<td style="width:143px;">Kanthal</td>
			<td style="width:119px;">MELT # 24633</td>
			<td>Custom ordered</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Battery cycler</td>
			<td style="width:143px;">Maccor USA</td>
			<td style="width:119px;">Series 2300&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:143px;">Solartron Analytical</td>
			<td style="width:119px;">1470 E</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in situ lithiated reference electrode: four electrode design for in-operando impedance spectroscopy

הרחבת מתח ההפעלה של תוצאות סוללות ליתיום בפלט אנרגיה גבוהים יותר מהתקנים אלה. אולם, מתח גבוה, עשוי לעורר או להאיץ תהליכים מרובים אחראי דעיכה ביצועים לטווח ארוך. בהתחשב במורכבות של תהליכים פיזיקליים המתרחשים בתוך התא, זה הוא לעתים קרובות מאתגר כדי להשיג הבנה מלאה של הגורמים שורש זה בביצועים. הקושי נובע בחלקו העובדה כי לכל מידה אלקטרוכימי של סוללה יחזור תרומות משולב של כל הרכיבים בתא. תיאגוד אלקטרודה הפניה יכול לפתור חלק מהבעיה, שכן היא מאפשרת את תגובות אלקטרוכימיות בין הקתודה לאנודה בנפרד פתור. וריאציה בטווח מתח מנוסים על ידי הקתודה, לדוגמה, ניתן לציין שינויים בבריכה של ליתיום cyclable יונים בתא-המלא. התפתחות מבנית interphases רבים הקיימים הסוללה ניתן גם יהיה תחת פיקוח, על ידי מדידת התרומות של כל אלקטרודה כדי עכבה הכוללת התא. כזה שפע של מידע מגביר להישג ידם של ניתוח אבחון בסוללות li-ion ומספקת ערך הקלט אופטימיזציה של רכיבים תא בודד. בעבודה זו, אנו מציגים את העיצוב של תא מבחן המסוגלים להכיל מספר אלקטרודות ייחוס, נוכח אלקטרודות ייחוס המתאימות לכל סוג ספציפי של המדידה, המפרט את מכלול לעבד על מנת למקסם את הדיוק של תוצאות הניסוי.

איור 2 הוא פרופיל נציג של החשמלי של אלקטרודות בודדות עם 1.2 מ' LiPF6 (FEC): EMC (5:95 w/w) בתור אלקטרוליט במהלך מחזורי הראשון והשני של היווצרות. איור 3 מראה EIS ספקטרום של התא לאחר שלושה מחזורי היווצרות בסוף הפרוטוקול הזדקנות מחזור החיים. היכולת re-lith...

Watch this Scientific Journal Video about In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy at JoVE.com

In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy

שילוב של אלקטרודות הפניה ב- li-ion סוללה מספק מידע חשוב להבהיר המנגנונים השפלה מתח גבוה. במאמר זה, אנו מציגים עיצוב התא יכול להכיל מספר אלקטרודות הפניה, יחד עם מכלול השלבים כדי להבטיח דיוק מירבי של הנתונים שהתקבלו במדידות אלקטרוכימי.

אלקטרודה הפניה Lithiated באתרו: אלקטרודה ארבע עיצוב עבור ספקטרוסקופיה עכבה בבית-operando

Extending operating voltage of Li-ion batteries results in higher energy output from these devices. High voltages, however, may trigger or accelerate ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

בSIMS אתרו וIR ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

הערכה של בורון מסוממים יהלומי אלקטרודה איכות ובקשה ל<em&gt; באתר</em&gt; שינוי של pH המקומי על ידי אלקטרוליזה המים

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

השתברות אבקת רנטגן שימור מדע: לקראת קביעת מבנה שיגרתית קריסטל של מוצרי קורוזיה על יצירות אמנות מורשה

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

Microfluidic שבבים עבור בחיי עיר קריסטל רנטגן עקיפה ו בחיי עיר פיזור אור דינאמי עבור קריסטלוגרפיה טורי

This protocol describes fabricating microfluidic devices with low X-ray background optimized for goniometer based fixed target serial crystallography. The ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

שיפור האות Nanoprobe מהירה על ידי באתרו בתוך Nanoparticle זהב סינתזה

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

A Closed-Type Wireless Nanopore Electrode for Analyzing Single Nanoparticles

אלקטרודה Nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד

Measuring the intrinsic features of single nanoparticles by nanoelectrochemistry holds deep fundamental importance and has potential impacts in ...

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

באתרו FTIR ספקטרוסקופיית ככלי לחקירת גז/אינטראקציה מוצקה: שיתוף משופר מים2 Adsorption ב uio-66 מתכת-אורגני המסגרת

In situ infrared spectroscopy is an inexpensive, highly sensitive, and selective valuable tool to investigate the interaction of polycrystalline solids ...

Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy

אפיון לואיס זוגות שימוש בטיטור בשילוב עם ספקטרוסקופיה אינפרא-אדום באתרו

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, ...

Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy

חיבור קוולנטי של מולקולות בודדות לספקטרוסקופיית כוחות מבוססי AFM

Atomic force microscopy (AFM)-based single molecule force spectroscopy is an ideal tool for investigating the interactions between a single polymer and ...