건설과 리튬 이온 배터리의 동전 전지의 테스트
Summary
리튬 이온 배터리의 동전 전지를 구성하고 테스트하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. , 작업 전극을 만드는 카운터 전극을 준비, 글러브 박스 안에 셀을 조립하고 세포를 테스트의 구체적인 절차가 제공됩니다.
Abstract
고객은 항상 더 많은 용량과 더 이상 수명을 요구하는 곳이 충전지 리튬 이온 배터리는, 전자의 다양한 애플 리케이션이 있습니다. 리튬 이온 배터리는 전기 및 하이브리드 차량 1 또는 심지어 전기 그리드 안정화 시스템 2에서 사용되는 것으로 간주되었습니다. 이러한 모든 응용 프로그램은 10-13, 코팅이나 표면 개조 14-17과 소설 바인더 18 nanostructuring, 9 도핑, 새로운 재료 3,8 포함한 전지 재료 3-7의 연구 개발에서 극적인 증가를 시뮬레이트. 따라서, 물리 학자, 화학자 및 재료 과학자의 증가는 최근이 지역에 많은 모험을했습니다. 코인 전지는 광범위하게 새로운 배터리 재료를 테스트하기 위해 연구 실험실에서 사용되는, 심지어는 연구 개발 대상 대규모 높은 전력 응용되는, 작은 동전 전지는 자주의 용량 및 속도 기능을 테스트하는 데 사용됩니다초기 단계의 새로운 소재.
2010 년에, 우리는 표면 흡착 및 배터리 자료에 disordering (교부금 안돼. DMR-1006515)을 조사하는 연구 프로젝트를 후원하는 국립 과학 재단 (NSF)을 시작했다. 이 프로젝트의 초기 단계에서 우리는 다른 대학 (잦은 전화, 이메일 교류와 두 사이트 방문을 통해) 다른 연구자의 많은 도움없이는 달성될 수없는 동전 전지, 조립 및 시험 기술을 배우기 위해 노력했습니다. 따라서, 우리는 그것이 텍스트와 비디오 모두에 의해,이 분야에서 다른 새로운 연구자 도움이 될 것입니다 동전 전지를 조립하고 시험 프로토콜을 문서화하는 유익하다고 느낍니다. 이러한 노력은 우리의 NSF 프로젝트의 "광범위한 영향"활동을 대표하고, 또한 학생들을 교육하고 격려하는 데 도움이 될 것입니다.
이 비디오 기사에서 우리는, LiCoO 2 작업 전극, 리튬 카운터 전극과 CR2032 코인 셀 조립 프로토콜을 문서화그리고 (대부분 일반적으로 사용되는) polyvinylidene 불소 (PVDF) 바인더. 새로운 학습자가 쉽게 프로토콜을 반복 확보하기 위해 구체적이고 최대한 명시적로 프로토콜을 유지. 그러나 구체적인 연구 개발 업무에 많은 매개 변수가 변경될 수있다 여기에 채택된 점에 유의하는 것이 중요합니다. 첫째, 하나는 다양한 크기의 동전 전지를 만들고 리튬 이외의 카운터 전극에 대한 작업 전극을 테스트할 수 있습니다. 둘째, C 검정과 바인더의 금액은 종종 연구의 특정 목적에 맞게 변화되는 작업 전극에 추가, 예 : C 블랙 또는 불활성 분말의 다량은 "본질적인"성능을 테스트하는 작업 전극에 추가된 음극 재료 14. 셋째, 더 바인더는 (PVDF 이외)도 개발 및 18을 사용했습니다. 마지막으로, 전해질 (대신 LiPF 6) 다른 종류도 사용할 수 있으며, 실제로 특정 고전압 전극 소재는 특수 electrol의 사용을 필요로합니다ytes 7.
Protocol
Discussion
우리의 경험에서 작업 전극의 준비에서 가장 중요한 단계는 일관성과 함께 좋은 slurries하고 있습니다. 부족한 NMP는 다공성 코팅을 초래할 수있는 반면 다른 이름으로 그림 4와 같이, 슬러리의 과잉 NMP는 금이 코팅이 발생할 수 있습니다. 여기에 제시된 작품에서 직경이 20mm입니다 CR2032 코인 셀 케이스가 사용됩니다. 이것은 전극의 크기가 그에 따라 변화되어야 어디에 다양한 크기의 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 기꺼이 그없이 부여 아래, 미국 국립 과학 재단의 소재 연구 부문에서 도자기 프로그램에서 지원을 인정합니다. DMR-1006515 (프로그램 매니저 박사 Lynnette D. Madsen).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Poly(vinylidene fluoride) | Sigma-Aldrich | 182702 |
| 1-Methyl-2-pyrrolidinone, 99.5% | Alfa Aesar | 31903 |
| LiCoO2 | Alfa Aesar | 42090 |
| Carbon black, acetylene, 99.9+% | Alfa Aesar | 39724 |
| LiPF6 in EC:DMC:DEC | MTI Corporation | EQ-Be-LiPF6 |
| Celgard separator | Celgard | C480 |
| Analog Vortex Mixer | VWR | 58816-121 |
| Vacuum oven | ||
| Vacuum pump | ||
| Hydraulic press | ||
| Coin cell case | MTI Corporation | EQ-CR2032-CASE-304 |
| Spring and spacer | MTI Corporation | EQ-CR20SprSpa-304 |
| Glovebox | mBraun | UNILAB |
| Battery tester | Arbin Instruments | BT2143 |
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