Исследование механизма зарядки‑разрядки литиевых аккумуляторов при высоких температурах с помощью in situ‑ТЭМ
Дата публикации:
2021-07-30
Теоретическая удельная энергия Li‑CO2‑батарей (около 1876 Вт·ч/кг) значительно превышает аналогичный показатель литий‑ионных аккумуляторов (примерно 265 Вт·ч/кг). Однако в процессе зарядки разложение Li2CO3 требует весьма высокого потенциала, что ухудшает циклическую стабильность батареи и серьёзно сдерживает её дальнейшее развитие. Что касается реакционного механизма Li‑CO2‑батарей, по‑прежнему существуют определённые споры; например, относительно продуктов разряда: одни считают, что основными продуктами являются Li2CO3 и углерод, тогда как другие сообщают, что в ходе разряда преобладают Li2CO3 и CO.
Теоретическая удельная энергия Li‑CO2‑батарей (около 1876 Вт·ч/кг) значительно превышает соответствующий показатель литий‑ионных аккумуляторов (примерно 265 Вт·ч/кг). Однако в процессе зарядки разложение Li2CO3 требует весьма высокого потенциала, что ухудшает циклическую стабильность батареи и серьёзно сдерживает её развитие. Что касается механизма реакций в Li‑CO2‑батареях, по‑прежнему существуют определённые разногласия; например, относительно продуктов разряда: одни считают, что основными продуктами являются Li2CO3 и углерод, тогда как другие сообщают, что в ходе разряда преобладают Li2CO3 и CO.
В целях раскрытия механизма работы нанобатареи Li‑CO2 исследователи Чжан Лицян, профессор Тан Юнфу и профессор Хуан Цзяньюй из Яньшаньского университета с использованием метода in‑situ‑электронной микроскопии в контролируемой среде (in‑situ ETEM) изучили механизмы разрядных и зарядных реакций в нанобатарее Li‑CO2. Соответствующие результаты опубликованы в журнале «Nano Research» под заголовком: «In‑situ imaging the electrochemical reactions of Li‑CO2 nanobatteries at high temperatures in an aberration corrected environmental transmission electron microscope». Студенты Яньшаньского университета Цзя Пэн и Юй Мэйци выступили в качестве соавторов.
Ссылка на оригинал: https://doi.org/10.1007/s12274-021-3514-9
Рис. Методика эксперимента
Для создания и эксплуатации платформы для проведения тестов аккумуляторов в режиме in situ при помощи ТЭМ используется оборудование компании «ZEPTOOLS». Пико Фемто ® Интегрированный образцовый стержень MEMS‑STM‑TEM для работы in situ: литиевый анод и электролит на основе карбоната лития размещены на одном конце зонда STM, а углеродный трубчатый катод — на термоэлектрическом модуле MEMS‑чипа. С помощью трёхмерного манипулирования зондом можно легко собрать аккумулятор; одновременно MEMS‑чип позволяет создавать высокотемпературную среду в процессе зарядки и разрядки батареи.
Рис. Пример сборки встроенного аккумулятора
Рис. Образцовая стойка интегрированного типа MEMS‑STM‑TEM, используемая в эксперименте, разработанная компанией Zeyou Technology
Связанные новости
Свяжитесь с нами
Телефон:15756003283
Электронная почта:support@zeptools.com
Адрес: провинция Аньхой, город Тунлинь, Электронный парк предпринимательства «Дунши», д. 15