電池斷面觀察組件-SB2300

這是一種可以在二次電池(以鋰離子電池為代表)充放電過程中,
從電極的截面(而非平面)即時可視化反應進程的組件。

用途

✔️材料嵌入反應在深度方向上的反應分佈
✔️針狀晶(樹枝狀鋰)生成機制的解析
✔️ 電極膨脹/收縮的觀察

組件結構

極與負極使用專用沖切刀裁切成 10 mm 見方(10 mm × 10 mm),並與隔離膜一同放置於電極固定治具中。 電極由左右兩側的不鏽鋼治具夾持,並透過彈簧施加一定的負載壓力。
在正負極的正下方,可以壓接 鋰金屬等參考電極材料,因此也能構成含參考電極的 三電極系統 進行測量。

將裝設好電極的固定治具置入階段台(stage 台)中。 放入組件本體後,可透過彈簧輕鬆取得集電,正極/負極/參考極的端子則對應於組件本體外側的三個位置。
關上組件蓋後,承載固定治具的階段台會被推向觀察窗材, 藉由窗口即可對電極截面進行觀察。

觀察石墨負極在充電時嵌入所引起的顏色變化

■ 測量條件

電解質 1M LiPF6(EC-DMC-EMC 30:35:35)
正極 鈷酸鋰
負極 石墨
參考電極 Li
C 率 1/15C(CC-CV充電)

石墨負極在鋰離子嵌入(充電)過程中,已知會依序由灰色 → 藍色 → 紅色 → 金色變化。
本公司的組件亦可在 SOC 0%→100% 的過程中,觀察到各反應階段的顏色變化。

電極截面觀察用組件的 In-situ 拉曼測量

具備高性能且操作便利的拉曼顯微系統

LabRAM Soleil

LabRAM Solei 的連接範例

放電中 In-situ 拉曼光譜測量

在充電狀態下,觀察到強烈的LiC6峰,該峰源自於鋰離子嵌入石墨。隨著LiC6峰從約3.8 V開始下降,石墨來源的G帶峰強度增加,且峰形發生變化。

充電/放電狀態下的 in-situ 拉曼影像量測

光學顯微影像與拉曼影像(RGB)的重疊圖

在充電狀態下,可觀察到鋰插層反應進行中的區域 ( 綠色 ) 與反應尚未充分進行的區域。;
在放電狀態下,可見到高結晶性的石墨區域 ( 紅色 ) 與低結晶性的石墨區域 ( 藍色 ) 交錯分布。
  • 零件配置圖

規格

(請為每項選擇)

項目 品名 型號 規格
組件本體 S2300組件本體 14256 材質:SUS316/304、PEEK、PTFE、石英、EPDM 墊片、Perfluoro O 型環、磷青銅
替換用 S2300 橡膠3份 14257 材質:EPDM 墊片、Perfluoro O 型環
S2300 觀察窗 14258 材質:石英
固定治具 S2300 2 極用固定治具 14260 材質:SUS316、PPS
S2300 3 極用固定治具 14261 材質:SUS316、PPS
手沖具 S2300 手沖工具 14259 材質(本體):高強度鋁合金,模切成型;尺寸:10mm x 10mm,圓角半徑0.2mm

(注意:除了組件本體之外,您還需要選擇一個固定治具。

組件本體

二極固定治具

三極固定治具

手沖工具

尺寸參考圖