Name: the effect of charging and discharging lithium iron phosphate-graphite cells at different temperatures on degradation
Uploaded: 2018-07-18T14:00:00
Duration: 10 min 41 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Effect of Charging and Discharging Lithium Iron Phosphate-graphite Cells at Different Temperatures on Degradation at JoVE.com

يشكر المؤلفون مارك ستين وبريت لويس لدعمهما الممتاز استعراض هذه المخطوطة.

ملاحظة: البروتوكول المتبع في هذا العمل هو مبين بالتفصيل في رويز et al. 39-ويرد أدناه وصف موجز للخطوات الهامة.
1-الحقيبة إعداد الخلايا وتشكيل
<ol><li>اصطناع الخلايا الحقيبة في تنسيق B5، بعد البعد من 250 ملم × 164 ملم مع سمك 4 ملم تقريبا، مع الجرافيت الاصطناعي مادة اﻷنود وليثيوم فوسفات الحديد (طابعات الحجم الكبير) كمادة الكاثود وفاصل 25-ميكرومتر البوليبروبيلين سميكة.</li>
	<li>استخدام ز 80 من الكهرباء: ليف 1 م6 في الإيثيلين كربونات: إثيل كربونات (2:3 w/w) التي تحتوي على كربونات فينيلين 1%. ملاحظة: قد أنجز تلفيق خلية الحقيبة في خط تجريبي صناعية شبه أوتوماتيكية تتكون من الخطوات التالية: أنا) تحضير ملاط المحتوية على المواد الفعالة التالية: الجرافيت اﻷنود وطابعات الحجم الكبير الكاثود، الموثق، وموصل إضافات في خلاط على نطاق مختبر، ثانيا) طلاء ملاط على جامعي الحالية (رقائق الألومنيوم والنحاس إحباط، لأقطاب الكاثود والانود، على التوالي)، ثالثا) كالينديرينج للأداء الكهربائي الأمثل من حيث، مثلاً، القطب الكثافة، المسامية، سمك، الموصلية الإلكترونية، ومقاومة، تليها رابعا) الجمعية، والكهرباء ملء وختم.</li>
	<li>القيام بتشكيل الخلية. إنشاء بروتوكول ركوب مع البرمجيات cycler البطارية باستخدام الخطوات التالية.<ol>
<li>استخدم الدالة "بناء اختبار" البرمجيات cycler البطارية. انقر فوق رمز الملف الجديد (انظر السهم الأزرق الموجود في "الملف التكميلي" 1a).</li>
		<li>كل سطر في التعليمة البرمجية البروتوكول يشير إلى معلمة للدراجات (مثلاً، بقية الوقت ووقف إنتاج المواد الانشطارية الجهد) ("ملف تكميلي" 1b). ملء كل خطوة كما هو مطلوب للقيام خطوتين الحالية-ثابت جهد مستمر (CC-السيرة الذاتية) فرض رسوم على 0.1 درجة مئوية حتى 3.6 الخامس، مع قطع 10-اماه الحالي و CC الاضطلاع على 0.1 درجة مئوية حتى 2.5 V. بعد هذه الخطوة تشكيل، المسؤول عن خلايا البطارية في حالة 30% من رسوم (شركة نفط الجنوب). انقر فوق الزر حفظ وتوفير اسم ملف.</li>
		<li>حدد الخلية يتم تدوير عن طريق النقر على قناتها المقابلة (انظر السهم الأزرق رقم 1 في 2 ملف تكميلي). يتم وضع علامة تلك القناة في العمود "الدولة" كما "المحدد". ثم انقر على زر التشغيل (انظر السهم الأزرق رقم 2 في 2 ملف تكميلي) أعلى شريط الأدوات.</li>
		<li>حدد البروتوكول (انظر السهم الأزرق رقم 1 في التكميلية ملف 3) وتعيين السعة (Ah) للخلية (انظر السهم الأزرق رقم 2 في 3 ملف تكميلي) وتعيين دائرة (انظر السهم الأزرق رقم 3 في 3 ملف تكميلي). تحديد اسم ملف صالح، ثم انقر فوق الزر ابدأ .</li>
	</ol>
</li>
</ol>2-خلية لاعبا أساسيا قبل اختبار الكهروكيميائية
<ol><li>ضع كل خلية في المقابل أصحاب تتألف من اثنين من لوحات جامدة (مع عرض وطول 300 مم × 300 مم، على التوالي، وسمك 12 ملم) البولي.</li>
	<li>ضع الحرارية في المركز من أحد الجانبين من كل خلية داخل أصحاب لرصد تغيرات درجة الحرارة السطحية.</li>
	<li>وضع الخلايا والتركيبات داخل دائرة درجة حرارة للتحكم في درجة الحرارة البيئية طوال التجربة. ضع خليتين عقب بروتوكولا متطابقة في نفس الدائرة درجة الحرارة.</li>
	<li>قم بتوصيل الخلايا عبر اتصال 4-سلك cycler.</li>
</ol>3-الكهروكيميائية ركوب الدراجات
<ol><li>
تكييف الخلية
	<ol>
<li>تعيين درجة الحرارة 25 درجة مئوية في دائرة البيئة. السماح على الأقل 12 ح لضمان الموازنة حرارية.</li>
		<li>إجراء ثلاث دورات الشحن/تفريغ استخدام cycler بطارية.<ol>
<li>إنشاء بروتوكول ل cycler البطارية، اتباع الخطوات 1.3.1 و 1.3.2. وفي هذه الحالة، ضبط خطوات البروتوكول CC-سيرة ذاتية الشحن على 0.1 درجة مئوية (من السعة) تصل إلى 3.7 V (المرحلة السيرة الذاتية حتى 0.01 C أو 1 h)، ثم تفريغ CC على 0.1 درجة مئوية حتى 2.7 ضد استخدام 30 دقيقة بقية الوقت بعد كل خطوة ركوب الدراجات.</li>
			<li>اتبع الخطوات 1.3.3 و 1.3.4 لاختيار القناة والبروتوكول.</li>
			<li>عندما يتم وضع الخلايا اثنين في نفس الدائرة درجة الحرارة (خليتين عقب نفس البروتوكول)، حدد في المقابل قناتين في نفس الوقت. وهذا يضمن تزامن شرط درجة الحرارة ركوب الدراجات والدائرة للخليتين.</li>
		</ol>
</li>
		<li>أداء دورة إشارة (الخطوة 3، 2) واستخدامها لتقييم القدرات الأولية (جأنا) (الجدول 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
مرجع ركوب الدراجات
	<ol>
<li>تؤدي الإشارة ركوب الدراجات كجزء من تكييف الخلية (الخطوة 3.1.3) وعلى فترات دورية (أي، طويلة الأجل التالية 25 الشيخوخة دورات، انظر أدناه).</li>
		<li>ضبط درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية، عند إجراء الاختبار عند درجة حرارة مختلفة، وإتاحة الوقت الكافي لاستقرار حرارية (< 1 خ-1).</li>
		<li>إجراء دورتين للشحن/التفريغ CC استخدام cycler بطارية.<ol>
<li>إنشاء بروتوكول ل cycler البطارية مع البرمجيات، واتباع الخطوات 1.3.1. و 1.3.2. وفي هذه الحالة، ضبط خطوات بروتوكول نسخة شحن-الاضطلاع على 0.3 درجة مئوية (مثلاً، IEC 62660-1:2011)13. بعد كل خطوة الدراجات، السماح بوقت إضافي لتثبيت درجة حرارة (< 1 خ-1).</li>
			<li>اتبع الخطوات 1.3.3 و 1.3.4 لاختيار القناة والبروتوكول.</li>
			<li>عندما يتم وضع الخلايا اثنين في نفس الدائرة درجة الحرارة (خليتين عقب نفس البروتوكول)، حدد في المقابل قناتين في نفس الوقت. وهذا يضمن التزامن لركوب الدراجات والدائرة درجة الحرارة شرط الخليتين.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
الطويلة الأجل (الشيخوخة)
	<ol>
<li>القيام بدورات الشحن/تفريغ 100. إنشاء بروتوكول ل cycler البطارية مع البرمجيات، واتباع الخطوات 1.3.1 و 1.3.2. وفي هذه الحالة، قم بضبط الخطوات البروتوكول لتقاضي CC-السيرة الذاتية ج 1 ما يصل إلى 3.7 V (CV المرحلة حتى 0.1 ج أو ح 1) ونسخة تصريف ج 1 الحالية تصل إلى 2.7 الخامس مع درجة حرارة ثابتة أثناء شحن (Tc) وأثناء التفريغ (الدفتيريا).</li>
		<li>اتبع الخطوات 1.3.3 و 1.3.4 لاختيار القناة والبروتوكول.</li>
		<li>الاضطلاع بالشيخوخة الطويلة الأجل في العديد من تركيبات درجة الحرارة (10) لدورة شحن/تفريغ 100 من الخطوة 3.3.1، في درجة حرارة تتراوح من-20 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية (انظر المصفوفة اختبار في الجدول 1) المتقدمة من خلال وزارة الطاقة د-التحسين36 (خطأ الحد أدنى للتنبؤ). تعيين وقت الراحة في بروتوكول الاختبار من 30 دقيقة بعد كل فرض أو أداء الخطوة عند Tc و Td هي نفس (الاختبارات رقم 1 و 2 و 3 و 4، 9 و 10، 13 و 14، و 19 و 20، الجدول 1). ومع ذلك، عندما تختلف Tc و Td (الاختبارات رقم 11 و 12, 5 و 6، 7 و 8، 15 و 16، و 17 و 18، الجدول 1)، تعيين وقت باقي حتى تصبح درجة الحرارة مستقرة داخل خ 1-1.</li>
		<li>أداء دورة مرجع بعد كل مجموعة من 25 دورات (راجع الخطوة رقم 3.2).</li>
		<li>كرر كل اختبار مرة واحدة في خلية جديدة مختلفة لتقييم التكرار.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
معدل التدهور
	<ol>
<li>تقييم استخدام تدهور [استبقاء القدرة (CR)] خلية: ط) في آخر دورة للإشارة والأول مرجع دورة، CRالمرجع (راجع الخطوة رقم 3.2) والثاني) "الاحتفاظ القدرة على" المدى الطويل مقارنة بالدورة الأولى، CR طويل الأجل (راجع الخطوة 3، 3) والمعادلات التالية (1 و 2): (1)<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57501/57501eq1.jpg"> (2)<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57501/57501eq2.jpg"><ol>
<li>استخدام بطارية cycler برنامج العميل للوصول إلى البيانات ركوب الدراجات. أولاً، حدد القالب للتصور (ملف مفتوح في التكميلية الملف 4)، وقم بتحديد اسم الملف المحدد في الخطوة 3.1.2 أو 3.2.3، حسب الاقتضاء. ملاحظة: التكميلية الملف 5 يبين مثال للبيانات ركوب الدراجات، مع الاحتفاظ بالقدرة كدالة لعدد دورة (5 ملف تكميلي، أعلى الرسم البياني) والاختلاف من إمكانات، والتيار ودرجة الحرارة كوظيفة من وظائف الوقت (5 ملف تكميلي، أسفل الرسم البياني). ويمكن تحديد المعادلات (1) و (2) مباشرة من المؤامرات استخدام قدرات البرمجيات.</li>
		</ol>
</li>
		<li>تناسب معدلات تدهور (الدكتور) باستخدام CRالإشاري والمجموع عدد دورات (أي، مرجع دورات ودورات طويلة الأجل) على افتراض أن الدكتور يعتمد على المسؤول عن تيج و أداء تيد درجة حرارة تصل إلى المدى التربيعية والتفاعل بين تلك درجات الحرارة في المعادلة (3) على النحو التالي: (3)<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57501/57501eq3.jpg"> ملاحظة: معلمات منظمة العفو الدولية وأهميتها الإحصائية تتحدد مناسب مساحتها أقل و ANOVA، على افتراض أن عدم التيقن القياس (يخطئ) مع تباين σ يتبع توزيع الطبيعي. ينبغي تأكيد هذا الأخير من توزيع المتبقي الاحتواء.<ol>
<li>ولهذا الغرض، استخدام برمجيات باستخدام الدالة 'تناسب نموذج'. حدد خيار Stepwise (السهم الأزرق رقم 1 في التكميلية الملف 6) واختر الدالة Max طي ك رسكواري (السهم الأزرق رقم 2 في التكميلية الملف 6) وانقر فوق انتقل. هذه الانشقاقات dataset إلى مجموعة جزئية ما يعادل تدريب ويتم التركيب على كل مجموعة فرعية على حدة. حدد القيمة الإجمالية رسكواري أفضل لتجنب أوفيرفيتينج.</li>
			<li>انقر فوق جعل النموذج. 7 الملف التكميلي يبين النتائج التي من المناسب. كما أنه يحسب الأهمية (بفالو) لكل معلمة (أنا). في جدول '"موجز تأثير"'، حذف المعلمات الأقل أهمية. وفي هذه الحالة، كان سيظهر4 (الاعتماد على الدرجة الثانية في درجة حرارة التفريغ) لا كبيرة. ولذلك تمت إزالته من مزيد من التحليل. ويبين التكميلية الملف 8 تناسب النهائي مع البيانات الفعلية.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4-بعد الوفاة التحليل
<ol><li>تفكيك الخلايا. القيام بهذه الخطوة داخل صندوق القفازات (< 5 ppm س2 وح2س) لتجنب التلوث في الهواء. قص الخلايا الحقيبة باستخدام مقص السيراميك. قص الأجزاء الصغيرة من أقطاب اﻷنود والكاثود (5 مم × 5 مم) وجبل لهم على بذرة عينة المسح الضوئي المجهر الإلكتروني (SEM).</li>
	<li>تجنب التلوث عن طريق وضع صاحب العينة ووزارة شؤون المرأة في حاوية محكمة الإغلاق ونقلها مباشرة إلى قاعة عينة وزارة شؤون المرأة من خلال، على سبيل المثال، استخدام حقيبة القفازات تعلق على مدخل الدائرة التي هي مليئة بغاز خامل.<ol>
<li>من أجل الحد من التعرض للهواء، الحفاظ على وسيلة غاز خامل في حقيبة القفازات.</li>
	</ol>
</li>
	<li>دراسة متعمقة مورفولوجية أقطاب قبل وبعد ركوب الدراجات، إجراء تصوير SEM باستخدام أجهزة الكشف عن اثنين للإلكترونات الثانوية: كاشف في العدسة وكشف قياسية الثانوية إلكترون. استخدام تسريع الجهد للكاشف في العدسة وكاشف الإلكترونات الثانوية 1 كيلوفولت و 15 كيلو فولت، على التوالي.</li>
	<li>لكل عينة، تميز على الأقل خمسة مواقع مختلفة من سطح العينة ليكون ممثل وزارة شؤون المرأة ميكروجرافس وتحديد إينهوموجينيتيس المحتملة من السطح. لكل موقع من المواقع، تنفيذ التصوير SEM في تكبير التالية: 1 kX و 3 kX، 5 kX، 10 kX، 20 kX، 50 kX، 75 kX، 100 kX، 150 kX و 200 kX.</li>
	<li>تحليل التركيب الكيميائي للقطب كل استخدام مطياف الأشعة سينية المشتتة الطاقة (EDX)، مع 80 ملم2 سليكون الكشف عن انجراف (SDD).<ol>
<li>استخدام جهد متسارع من 15 كيلو فولت ومسافة عمل 13 مم لإجراء تحليل عنصري استخدام الصور إلكترون الثانوية.</li>
		<li>حدد لكل المواد على الأقل خمسة مواقع مختلفة على سطح العينة وتحليلها كحد أدنى من 5 نقاط لتوليد الأطياف.</li>
		<li>استخدام تكبير مختلفة، تتراوح بين 2 kX kX 25، لإجراء تحليل شبه كمي، وأيضا لتحسين استهداف أي جزيئات محددة أو التغييرات الهيكلية. ونتيجة لكل عينة، جمع الحد ني أطياف EDX 25 للتحقيق في تكوين عنصري.</li>
		<li>قبل البدء في التحليل الكيميائي في موقع معين من عينة، استخدم النحاس لمعايرة الطيفية. وأخيراً، استخدام متوسط القيم التي تم قياسها في مواقع مختلفة لكل عينة، فيما يتعلق برسم خرائط EDX، ح 2 لشراء الوقت.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

الكتاب Destro ماتيو وفونتانا دانييلا هم موظفون في Lithops S.r.l التي تنتج خلايا البطارية المستخدمة في هذه المقالة. ليس لها علاقة بالكشف عن المؤلفين الآخرين.

سلوك لركوب الدراجات في (-20 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) (الشكل 1) يمكن أن تنسب إلى (ط) القيود الحركية أثناء الشحن (انتشار أيون مخفضة، ومقاومة نقل تهمة محرومين في الواجهة من قطب كهربائي/اﻻلكتروﻻيت41، انخفاض الموصلية أيون، تهمة الاختلال، إلخ) و/أو تصفيح الليثيوم (ثانيا) عند الشحن عند درجات حرارة منخفضة يمكن نشرها بسرعة عند ركوب الدراجات في ارتفاع درجات الحرارة42. عندما تكون درجة الحرارة إلى 25 درجة مئوية، يتم زيادة نشر أيون وهناك الموازنة للدولة غير المتوازنة. سيؤدي هذا إلى حدوث انتعاش قدرة. لم يتم العثور على سلوك مشابه في الأدب. هذا الجمع بين درجات الحرارة لنوع الخلايا قيد التحقيق، غير مستحسن لركوب مستمر بسبب اضمحلال قدرة سريعة، على الرغم من أن هناك بعض الاسترداد الجزئي للقدرات بعد فترة معينة من الزمن انتعاش في درجة حرارة الغرفة.
من ناحية أخرى، تأثرت خلايا تدوير في (12 درجة مئوية، 30 درجة مئوية) غير مرغوب بها بانقطاع دورة التقييم الإشارة (هذا ولا شك أن يطيل وقت الاختبار الشامل) (الشكل 1). هذه العينات التي عانت من تدهور منذ البداية للدراجات، وأنها يمكن أن تكون أكثر عرضه لتدهور إضافي عند مقارنتها مع العينات تدوير في < 12 درجة مئوية.
شيخوخة طويلة الأجل مع Tc = Td أظهرت على مقربة الثانية أمر علاقة متعدد الحدود بين الاحتفاظ بالقدرات ودرجة حرارة الاختبار (للمجموعة من-5 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية، الشكل 1ب). عمر et al. 12 أظهر سلوك مشابهة (في درجة حرارة تتراوح بين-18 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية). القيمة عند (-20 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) لم تؤخذ في الاعتبار كما سلوكه يختلف جذريا عن الاتجاه العام. ويبدو من مقاييس القدرة CRالمرجع، أن ركوب الدراجات في النطاق من-20 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية ينجم عنه تدهور قليلاً (الشكل 1ب). سلوك مختلفة يتجلى CRالإشاري و CRطويل الأجل يمكن تفسيره بحيث يتم حسابها على الفحوص التي أجريت في درجات حرارة مختلفة ومختلفة ج-معدلات. وبالتالي، حساسة لعمليات مختلفة: الشيخوخة لا رجعة فيه (النتائج المترتبة على التدهور أبدية)12،43 وعكسها الشيخوخة [نتيجة للشيخوخة يمكن أن يكون المستعادة (مثلاً، مدد بقية مرات)]. فإنه يمكن اعتبار أن، من ناحية، CRref حساسة إلى تدهور لا يمكن إصلاحه، ومن ناحية أخرى، CRطويل الأجل حساس لتدهور عكسها ولا رجعة فيها على حد سواء.
التشكيلات الجانبية للتفريغ أثناء اختبار طويل الأجل تظل قابلة للمقارنة (الشكل 2)؛ والفرق الرئيسي هو > 3 Ah (انخفاض في قدرة التفريغ)8. مرجع ركوب (الشكل 2ب)، الهضاب الثلاث يمكن ملاحظتها في النطاق الخامس 3.15-3.30، المقابلة لفرق الجهد بين الكاثود (3.43 V المقابلة للأكسدة زوجين Fe3 +/Fe2 +)44 ومراحل الالكترود45،اﻷنود46. عند ركوب الدراجات، وهناك تشرد إلى انخفاض قدرة القيم، بسبب استهلاك بطارية ليثيوم cyclable، أو تدهور مادية بسبب الشيخوخة47.
عند ركوب الدراجات في معطى Tc، اتضح أن الاستقرار الطويل الأجل أعلى في أقل Td. وهذا يتفق مع الاتجاه العام أن يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تدهور أعلى. وقد لوحظ لثلاثة أزواج من تركيبات تقييمها وعرضها في الأرقام 3a - ج 3. وهكذا، ركوب الدراجات في Td = 30 درجة مئوية يؤدي إلى تدهور أعلى من Td =-5 درجة مئوية، Tc نفسه. وبالمثل، Td = 12 درجة مئوية أكثر تطلبا من Td =-10 درجة مئوية عند Tc هو نفسه (12 درجة مئوية).
وفي بعض الظروف، وجد اتجاه تدهور للإشارة ركوب الدراجات معاكس للدراجات طويلة الأجل. وهذا حالة (30 ° c،-5 درجة مئوية) مقابل (30 درجة مئوية، 30 درجة مئوية) و (12 درجة مئوية،-10 درجة مئوية) مقابل (12 درجة مئوية، 12 درجة مئوية) ركوب الدراجات. ويبين تقييم دورة الإشارة فقط تدهور لا رجعة فيه، حين الشيخوخة الطويلة الأجل تتأثر بآثار لا رجعة فيها ويمكن عكسها على حد سواء. إلى جانب ذلك، يؤدي ج 1 الدراجات إلى قطرات المقاومها أعلى (أعلى في درجات حرارة منخفضة). إذا كان اختبار سلوك الخلايا في (30 درجة مئوية،-5 درجة مئوية) هو مقارنة مع الخلايا التي اختبرت في (-5 درجة مئوية، 30 درجة مئوية)، يمكن استنتاج أنه في كلتا الحالتين هناك تدهور مماثل [CRطويل الأجل حوالي 90 في المائة (الجدول 1)]. ومع ذلك، يوضح CRref تدهور أقل في (-5 درجة مئوية، 30 درجة مئوية). في ظل هذه الظروف (أيعينها Td)، أعلى Tc يعني المزيد من التدهور، كما يتضح من الأرقام 4a و 4b. Tc = 30 درجة مئوية ركوب الدراجات يحط الخلايا أكثر بالمقارنة مع Tc =-5 درجة مئوية (عند Td هو نفسه). وهذا يتفق مع تفسير البيانات المتعلقة بشروط الدراجات الأخرى التي نوقشت سابقا.
خلاصة، يمكن الاستنتاج بأن ركوب الدراجات في (-5 درجة مئوية،-5 درجة مئوية)، (0 درجة مئوية،-20 درجة مئوية)، (5 درجات مئوية، 5 درجة مئوية)، (12 درجة مئوية،-10 درجة مئوية) (15 درجة مئوية،-20 درجة مئوية) وأكثر من 100 دورة أدى إلى ما يقرب من لا تدهور. اختبار العينات في Td =-20 درجة مئوية، ثبت أن تكون مستقرة (الانتعاش في القدرات في الشكل 4ج+ 25 درجة مئوية)، مما يجعل هذه العينات مناسبة للتطبيقات درجة حرارة الغرفة الفرعية. استعادة القدرات هذا مثير للإعجاب أقل عند زيادة التعاون التقني. سلوك سيظهر هذا المجموعة من العينات التي تشير إلى أن هناك عنصر كبيرة من تدهور عكسها عند درجات حرارة منخفضة (العنصر الحركي).
عادة ما يكون الشرط الأولى لسطح مادة اﻷنود (الجرافيت) (6a الأرقام ود 6) على نحو سلس. وبعد ركوب الدراجات الهوائية يخشن السطح، كما لاحظ آخرون48. التغيير في التشكل أكثر وضوحاً في منطقة صدم (الأرقام6b و 6e) مقارنة بالجزء المركزي من مسرى (ج 6 أرقام و 6f). عندما يتم زيادة التكبير، مرئية الجسيمات الكرة في منطقة صدم (الشكل 6ه). أن هذه الهياكل متوسط قطرها 35 إلى 175 نانومتر، ولوحظت أيضا قبل الآخرين49،،من5051. في هذه الدراسات، التي تم تعيينها إلى طلاء محبب المعدني لي الجسيمات49،50 التي تنمو طبقة معهد استوكهولم للبيئة50. تفسير محتمل لهذا بلاتينج يمكن أن تسند إلى: (ط) درجة معينة من الزائد كما وصفها لو et al. 49 (10% أوفيرليثييشن) أو (ii) ضغط متنافرة في الأقطاب كما درس بها باخ et al. 52.
إلكترون الثانوية SEM يصور مشرق الجسيمات الموزعة في أنود المدورة (الرقم 6i). هذه الجسيمات هي أقل وضوحاً في منطقة متموج (بيانات تكميلية، الرقمS1) وتكون غير مرئية في منطقة نتوء (الشكل 6 س). EDX التحقيقات حددت هذه الجسيمات كالنحاس المعدني (راجع إدراج في الشكل 6أنا والبيانات التكميلية في S2 الشكل). فمن الممكن أن الاتحاد الجمركي (جامع الحالية) يذوب ورواسب على مسرى (مثلاً، الحالي جامع التآكل يحدث نتيجة مفاعليه مع الكهرباء وعند اﻷنود المحتملة إيجابية جداً مقابل لي/لي+) 28-في منطقة صدم، آثار الاتحاد الجمركي بعد تركيز أعلاه الإشارات الخلفية قد تم أيضا أبسيرفيد. يمكن أن يكون تكهنات بأن الظروف السائدة في تلك المنطقة لا لسبب ما، لصالح هطول الأمطار للاتحاد الجمركي. وأخيراً، تم أيضا قياس آثار الحديد. وهذا يمكن أن يعزى إلى انحلال الحديد من مادة الكاثود (ليفيبو4)، كما حددتها الآخرين48،،من5354. ليف6 أساس الشوارد (آثار التردد)55، تقييما الكاثود المدورة أظهر أي تعديلات بالمقارنة مع المواد الطازجة (المواد التكميلية، S3 الرقم). المزيد من التجارب تجري لوصف هذه المواد الكاثود كذلك.
حساب معدلات التحلل (DRs) من الجدول 1 من CRالمرجع كانت المرسومة مقابل اختبار درجات الحرارة (الشحن والتفريغ)، ثم تركيبها بطريقة أقل-ساحة (2D). يعرض الرقم 7 السطح-تركيب المتولدة، أين هي النقاط المقاسة DRs. وقسمت إلى مجموعات التعلم، والتحقق من البيانات للتركيب dataset. وكان دالة متعدد الحدود المحددة (أفضل ص2). شروط يمثل الأحمر مع انخفاض DRs والأزرق يمثل الظروف مع أعلى DRs. معادلة نموذج الناتجة:
(4)<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57501/57501eq4.jpg"><img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57501/57501eq5.jpg">
الدلالة الإحصائية لمعاملات متعدد الحدود، أكد ANOVA، يؤدي إلى علاقة الدرجة الثانية ل الدكتور مع Tc وعلاقة خطية مع Td.
الملاحظات الأخرى التي يمكن أن تكون مفيدة إذا كانت تحتاج إلى تطبيقات مناسبة تحديد: عندما يكون Tc حوالي15 درجة مئوية، والدكتور تعتمد على عدم ل الدفتيريا؛ وعندما يحدث Tc < 15 درجة مئوية، إلى تدهور أكبر في أعلى Td؛ عند حدوث تدهور انخفاض Tc > 15 درجة مئوية، في أعلى Td؛ أدنى الدكتور يناظر (Tc =-7 درجة مئوية، Td =-20 درجة مئوية)؛ أعلى الدكتور يناظر (Tc = 30 درجة مئوية، Td =-20 درجة مئوية) أو (Tc =-20 درجة مئوية، Td = 30 درجة مئوية).
قد تكون النتائج المعروضة في هذا العمل من أهمية بالنسبة لتصميم المستقبل المعايير واللوائح من أجل تمثيل سيناريوهات أكثر واقعية. تجارب أخرى باستخدام كيمياء أخرى ضرورية للتحقق من صحة هذه الاستنتاجات من أجل العثور مجموعة تشغيل أمثل اعتماداً على التطبيق. سيتم تقييم أعمال إضافية آثار الشيخوخة التقويم.

قوة التحمل أصبح واحداً من المواضيع المحورية للفائدة في بطارية ليثيوم أيون بطاريات (LIB)1،2،3 البحث، عدم إهمال سلامة السلوك والأداء والتكلفة. تدهور البطارية تنطوي على تحديات خاصة للتطبيقات الإلكترونية-التنقل كما هو مطلوب4،5،6 بالمقارنة مع تطبيقات أخرى (مثلاً، قبل بضع سنوات للمستهلك من مدة طويلة نسبيا الإلكترونيات). تدهور الأداء الأولى للنقابة (مثلاً، من حيث القدرة والمقاومة) على مر الزمن بسبب الكهروكيميائية والتقويم الشيخوخة. العديد من العوامل (مثلالقطب، والظروف البيئية، والأحمال الحالية ومواد الفولتية وقف إنتاج المواد الانشطارية) يمكن أن تكون حاسمة في التدهور. الأدب يحدد درجة الحرارة كأحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على تدهور المواد النشطة القطب و ردود فعل الجانب الكهربائي-الكهرباء7. وعلى الرغم من الكم الهائل من المنشورات في الأدبيات التي تتناول المتانة البطارية في درجات حرارة مختلفة1،،من89،10،11، 12، وتمثل هذه الدراسات فقط خلايا معينة، والأساليب، والإعدادات المستخدمة. ومن ثم، استقراء للخلايا الأخرى ليست تافهة، مما يجعل مقارنة كمية بين مختلف الدراسات صعبة للغاية.
ويمكن توقع أن ركوب الدراجات في الشحن والتفريغ مختلفة قد بعض التأثير على سلوك تدهور البطارية لأن الكثير من العمليات التي تسبب تدهور درجة الحرارة يتوقف. وعلاوة على ذلك، في عدد من التطبيقات، الشحن والتفريغ درجات حرارة مختلفة تمثل سيناريو أكثر إقناعاً [مثلاً، والبطارية دراجة الإلكترونية في بيئة التحكم في درجة الحرارة (داخلي) وتدوير الدراجة الإلكترونية (أي ، وخرجوا) عند درجات حرارة مختلفة (في الهواء الطلق)؛ شهدت تقلبات درجات الحرارة اليومية والموسمية في العديد من التطبيقات.] ومع ذلك، دراسة نتائج اختبار الشيخوخة التي نشرت في الأدب عادة نفس درجة الحرارة للشحن والتفريغ الخطوات. كما أن استخدام المعايير ذات الصلة13،14،15،،من1617 واختبار الأسلوب كتيبات18،19،20 نفس درجة الحرارة. وجدنا في الأدب مثال واحد لركوب الدراجات في درجات حرارة مختلفة (مثلاً، 45 درجة مئوية، 65 درجة مئوية)21 للشحن والتفريغ. ووصف مرتكبي هذا العمل تتلاشى أعلى في القدرة على أعلى درجة حرارة السائل، الذي يعزى إلى نمو طبقة واجهة (معهد استوكهولم للبيئة) اﻻلكتروﻻيت الصلبة والليثيوم تصفيح21. من المستحسن تقييم تدهور البطارية تحت ظروف ممثل سيناريوهات واقعية. المعايير المستقبلية واللوائح قد تستفيد من النتائج المعروضة في هذا العمل على اختبار التهمة والاضطلاع في درجات حرارة مختلفة22.
كقاعدة عامة، ارتفاع درجات الحرارة اختبار التعجيل بتدهور1،،من1112، وتعزيز نمو23،،من11معهد استوكهولم للبيئة24، وتشجيع التغيرات في معهد استوكهولم للبيئة 11،23. ركوب الدراجات في درجات الحرارة المنخفضة من ناحية أخرى، ينتج التحديات غير المحتمل: ييسر الطلاء وتغصن النمو (ليثيوم أيون بطء نشر)25،26،،من2728. يمكن أن يتفاعل فلز الليثيوم بالكهرباء مما أدى إلى انخفاض متانة وانخفاض درجة سلامة28،29.
وانغ وآخرون 8 نشرت أن تتلاشى في قدرة تتبع علاقة قانون سلطة مع الإنتاجية مقابل (درجات حرارة تتراوح بين 15 و 60 درجة مئوية). وقد وصف مؤلفين آخرين جذر التربيعي للوقت العلاقة مع تتلاشى في قدرة10،،من3031،32،،من3334. هذا يفترض أن تمثل الخسارة قدرة لا رجعة فيها التي تعزى إلى نمو معهد استوكهولم للبيئة30،31 التي يستهلك فيها النشطة الليثيوم. وقد تدهور القدرات أيضا نصيباً تدهور الخطي مع الوقت33،،من3435. وأخيراً، تم التحقق من صحة بعض المحاكاة لتتلاشى في القدرات عند درجات حرارة مختلفة مع النتائج التجريبية وأظهرت البيانات على تبعية أسي من التدهور ودرجة الحرارة8،10.
في هذا العمل، تأثير درجات الحرارة المختلفة من التهمة والتصريف في تدهور سلوك ليثيوم فوسفات الحديد (طابعات الحجم الكبير) هو وصف للخلايا الجرافيت مصممة لدرجات الحرارة المحيطة الفرعي. تم تصغير عدد التوافيق ممكن درجة الحرارة باستخدام تصميم التجربة (الفلاني) الأسلوب36؛ نهج المستخدمة عادة في العمليات الصناعية الأمثل. كما تم تطبيق هذا الأسلوب من فورمان et al. 37 دراسة تدهور البطارية، تقديم الخطأ التنبؤ بالحد الأدنى (د-الأمثل). وبدلاً من ذلك، مانزيل et al. 38 وضع نموذج للتنبؤ بحياة متعددة عوامل إعادة استخدام البيانات من عمر et al. 12-كانت مزودة البيانات، وتم الحصول على مصفوفة لتدهور.
في العمل الحالي، كانت مزودة البيانات التي تم الحصول عليها بتركيب مربعا على الأقل غير خطية (متعدد) الذي يشمل الدرجة الأولى التفاعلات بين درجات الحرارة لشحن وتفريغ. واستخدمت تحليل تباين (ANOVA) لتقييم المعاملات ودرجة متعدد الحدود. الطريقة تساعد على فهم تأثير درجات الحرارة للشحن والتفريغ وتفاعلاتها المحتملة. يمكن أن تكون هذه المعلومات ذات الصلة لدعم إنشاء لصالح المستقبل للغرض وواقعية البروتوكولات والمعايير.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:828px;" width="828">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">artificial graphite&#160;</td>
			<td style="width:169px;">IMERYS</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td style="width:167px;">D50 about 6&#160;&#181;m. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">lithium iron phosphate</td>
			<td style="width:169px;">BASF</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>D50 about 11&#160;&#181;m. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cu foil&#160; &#160;</td>
			<td style="width:169px;">Schlenk</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>16&#160;&#181;m thickness. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Al foil</td>
			<td>Showa Denko</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>20&#160;&#181;m thickness. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">separator&#160;</td>
			<td style="width:169px;">Celgard</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>separator. Catalog number cannot be disclosed for propietary reasons</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Maccor cycler</td>
			<td style="width:169px;">Maccor</td>
			<td style="width:269px;">Maccor Series 4000&#160;</td>
			<td>Battery cycler</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BIA chamber</td>
			<td style="width:169px;">BIA</td>
			<td style="width:269px;">BIA MTH 4.46&#160;</td>
			<td>environmental temperature chambers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SEM</td>
			<td style="width:169px;">Carl Zeiss, Germany</td>
			<td>ZEISS SUPRA 50</td>
			<td>Scanning Electron Microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">EDAX</td>
			<td>Oxford Instruments, UK</td>
			<td>&#160;Oxford X-MaxN 80&#160;</td>
			<td>Energy Dispersive X-ray spectrometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">SDD</td>
			<td>Oxford Instruments, UK</td>
			<td style="width:269px;">AZtec software</td>
			<td>Drift detector&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the effect of charging and discharging lithium iron phosphate-graphite cells at different temperatures on degradation

يتم تقييم تأثير الشحن والتفريغ خلايا الليثيوم الجرافيت فوسفات الحديد عند درجات حرارة مختلفة في تدهورها بصورة منتظمة. يتم تقييم تدهور الخلايا باستخدام 10 الشحن والتفريغ التباديل درجة حرارة تتراوح من-20 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية. وهذا يتيح تحليلاً لتأثير درجات حرارة الشحن والتفريغ على الشيخوخة، والرابطات التابعة لها. نفذت مجموعة دورات الشحن/تفريغ 100. 25 دورات لكل دورة إشارة أجرى لتقييم تدهور القدرات عكسها ولا رجعة فيها. واستخدمت تحليل تباين متعددة عوامل، وتم تركيب النتائج التجريبية تبين: ط) علاقة الدرجة الثانية بين معدل تدهور ودرجة الحرارة من التهمة، ثانيا) وجود علاقة خطية مع درجة حرارة التفريغ، والثالث) العلاقة بين درجة حرارة شحن وتفريغ. ووجد أن الجمع بين درجات الحرارة للشحن في + 30 درجة مئوية والتفريغ في-5 درجة مئوية أدى إلى معدل أعلى من التدهور. من ناحية أخرى، ركوب الدراجات في درجة حرارة تتراوح من-20 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية (مع تركيبات مختلفة من درجات الحرارة للشحن والتفريغ)، أدى إلى تدهور أقل بكثير. بالإضافة إلى ذلك، عندما تكون درجة الحرارة مقابل 15 درجة مئوية، اتضح أن معدل التدهور نونديبيندينت في درجة حرارة التفريغ.

Watch this Scientific Journal Video about The Effect of Charging and Discharging Lithium Iron Phosphate-graphite Cells at Different Temperatures on Degradation at JoVE.com

The Effect of Charging and Discharging Lithium Iron Phosphate-graphite Cells at Different Temperatures on Degradation

توضح هذه المقالة تأثير درجات الحرارة تختلف عن شحن/تصريف على تدهور ليثيوم الحديد الفوسفات-الجرافيت الحقيبة الخلايا، تهدف إلى محاكاة ما يقرب من سيناريوهات حالة حقيقية. وفي المجموع، التحقيق 10 درجات الحرارة تركيبات في النطاق من-20 إلى 30 درجة مئوية بغية تحليل أثر درجة الحرارة على تدهور.

تأثير الشحن والتفريغ خلايا الليثيوم الجرافيت فوسفات الحديد عند درجات حرارة مختلفة على تدهور

The effect of charging and discharging lithium iron phosphate-graphite cells at different temperatures on their degradation is evaluated systematically. ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

عزل وتوصيف المواد الكيميائية من الدهن من البكتيريا سالبة الجرام

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

Optimization of Synthetic Proteins: Identification of Interpositional Dependencies Indicating Structurally and/or Functionally Linked Residues

الاستفادة المثلى من البروتينات التركيبية: تحديد فصل بين التبعيات مبينا هيكليا و / أو بقايا المرتبطة وظيفيا

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

الفوقي نمو Perovskite سترونتيوم تيتانات على الجرمانيوم عن طريق ترسب طبقة الذري

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

استخراج وتنقية البوليفينول من تجميد المجفف بيري مسحوق لعلاج خلايا العضلات السلس الأوعية الدموية<em&gt; في المختبر</em

Epidemiological studies indicate that increased flavonoid intake correlates with decreased mortality due to cardiovascular diseases (CVD) in the United ...

The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

تأثير الترابط الكيميائي بين السطوح في تيو<sub&gt; 2</sub&gt; -SiO<sub&gt; 2</sub&gt; المركبات على أدائها لأداء أكاسيد النيتروجين

The chemical bonding of particulate photocatalysts to supporting material surfaces is of great importance in engineering more efficient and practical ...

The Effect of Ultraviolet Radiation on the Chemical Bath Deposition of Bis(thiourea) Cadmium Chloride Crystals and the Subsequent CdS Obtention

The Effect of Ultraviolet Radiation on the Chemical Bath Deposition of Bisthiourea Cadmium Chloride Crystals and the Subsequent CdS Obtention

تأثير الإشعاع فوق البنفسجي على ترسب المواد الكيميائية حمام بلورات كلوريد الكادميوم Bis(thiourea) وفي الحصول على الأقراص المضغوطة اللاحقة

In this work, the effects on the preparation of bis(thiourea) cadmium chloride crystals when illuminated with ultraviolet (UV) light at a wavelength of ...

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

الفصل الآلي 90ريال وبريكونسينتريشن في نظام المعمل على صمام المستوى بك

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow ...

Extraction of Lignin with High &#946;-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

Extraction of Lignin with High ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

استخراج اللجنين مع المحتوى العالي من β-س-4 استخراج الإيثانول معتدل وأثره على العائد ديبوليميريزيشن

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the ...

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in Poly(S-Divinylbenzene)

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene

توليف البوليمرات في درجات حرارة معتدله باستخدام السندات الكبريت الديناميكية في بولي (S-ديفييلبنزين)

Elemental sulfur (S8) is a byproduct of the petroleum industry with millions of tons produced annually. Such abundant production and limited applications ...

Isotopic Effect in Double Proton Transfer Process of Porphycene Investigated by Enhanced QM/MM Method

تأثير النظائر في عملية نقل البروتون المزدوج من البورفيسين التحقيق من قبل طريقة QM/MM المحسنة

The single deuterium substitution in porphycene leads to an asymmetric molecular geometry, which may affect the double proton transfer process in the ...