Sistema di screening del rigonfiamento rapido in situ per materiali per batterie anodi a base di silicio

Sistema di screening del rigonfiamento rapido in situ per materiali per batterie anodi a base di silicio

SPECIFICHE

Diversi parametri del modello della serie RSS

Requisiti di installazione

1. L'importanza di misurare il comportamento di espansione dell'anodo a base di silicio 

Grazie ai suoi vantaggi unici come l'elevata capacità specifica (4200 mAh/g) e le ricche risorse, l'anodo di silicio (Si) dovrebbe sostituire l'anodo di grafite e diventare il principale materiale anodico per la prossima generazione di batterie agli ioni di litio (LIB). Tuttavia, la rapida degradazione della capacità dei materiali di silicio durante il processo di ciclo ha seriamente ostacolato le sue applicazioni pratiche. Ciò è dovuto alla grande espansione di volume dell'anodo di silicio di oltre tre volte durante il processo di intercalazione degli ioni di litio, che distruggerà il solido originale interfase elettrolitica (SEI) formata sulla superficie degli anodi di silicio. Durante il ciclo dei LIB, il SEI verrà distrutto e rigenerato continuamente, il che consuma una grande quantità di elettrolita e si traduce in un rapido degrado della capacità. Pertanto,

Attualmente, i ricercatori utilizzano spesso la tecnologia composita (ad esempio, "scheletro tampone") per compensare l'espansione del volume dei materiali di silicio. I percorsi compositi comuni includono compositi silicio-carbonio, compositi silicio-polimero, compositi in lega a base di silicio e così via. I compositi silicio-carbonio sono relativamente facili e questi due elementi possono anche essere strettamente combinati. Poiché combina l'elevata stabilità e conducibilità dei materiali in carbonio, con l'elevata capacità specifica del silicio sui materiali, gli anodi silicio-carbonio non solo possono sopprimere efficacemente il espansione del volume all'interno di un intervallo controllabile, ma anche aumentare la densità di energia e il ciclo di vita dei LIB. Pertanto, è considerato l'anodo a base di silicio più promettente per l'industrializzazione e ha ricevuto molte attenzioni.

Vale la pena notare che sebbene la tecnologia composita possa alleviare l'espansione del volume dell'anodo a base di silicio, non può ancora risolvere fondamentalmente il problema dell'espansione. Con l'aumento del contenuto di silicio nell'anodo a base di silicio, anche l'espansione del volume diventa più significativa. Pertanto, è di grande importanza per la ricerca e la produzione di anodi a base di silicio se il comportamento di espansione del volume degli anodi a base di silicio può essere valutato rapidamente durante la carica e la scarica.

2. Metodi di prova tradizionali

3. Introduzione dello screening di rigonfiamento rapido in situ per anodo a base di silicio

caratteristiche del prodotto

Caratterizzazione in situ della variazione dello spessore di espansione del sistema a base di silicio.

Quattro canali per testare più celle contemporaneamente.

Adatto per celle con varie strutture: modello a moneta, cella impilata e cella a marsupio, ecc.

Interfaccia operativa visiva, un clic per esportare i dati.

4. Applicazione

1. Test di espansione in situ del modello a bottone:

Parametri della cella: Coin Full coin cell (NCM811 / SiC), con una capacità di circa 3 mAh

Parametri sperimentali: tre campioni paralleli, carica e scarica per tre cicli e registrano in modo sincrono lo spessore di espansione di queste tre celle a moneta piene.

Risultato sperimentale:

L'intera cella a bottone si espande / si restringe con il processo di carica / scarica e il punto di svolta della curva di tensione nei tre cicli è altamente coerente con il punto di svolta della curva di espansione dello spessore, indicando che la curva dello spessore di espansione può riflettere efficacemente la variazione di volume degli elettrodi causati dall'intercalazione/deintercalazione degli ioni di litio. era solo dello 0,6%, indicando la buona consistenza del ciclo del modello a bottone.

Nota: COV (coefficiente di variazione) = (deviazione standard, sigma) / (media)

2. Test di espansione in situ di celle laminate multistrato:

Parametri della cella: cella impilata multistrato (NCM811 / SiC), con una capacità di circa 400 mAh;

Parametri sperimentali: tre campioni paralleli, testano in modo sincrono il rapporto di espansione dello spessore a una pressione costante di 0,1 MPa

Risultato sperimentale:

La cella impilata multistrato si espande/si contrae con il processo di carica/scarica e le curve di espansione dello spessore di tre campioni paralleli mantengono una buona ripetibilità per entrambi i due cicli. Il rapporto di espansione massimo è di circa il 12,5% e lo spessore di espansione COV di tre campioni paralleli è dell'1,4%, indicando un buon accordo tra i campioni paralleli.

3. Test di espansione in situ della cella a marsupio:

Parametri della cella: cella a marsupio multistrato con struttura avvolgente (NCM811 / SiC), capacità di circa 400 mAh;

Parametri sperimentali: testare in modo sincrono il rapporto di espansione dello spessore a una pressione costante di 0,1 MPa.

Risultato sperimentale:

La cella a sacchetto multistrato si espande/si contrae con il processo di carica/scarica e le curve di espansione dello spessore di tre campioni paralleli mantengono una buona ripetibilità per entrambi i due cicli. Quando la cella della sacca è completamente carica, il rapporto di espansione massimo corrispondente è di circa il 4,3% e lo spessore di espansione COV tra i tre gruppi di batterie è dell'1,9%, indicando che la coerenza tra questi tre campioni paralleli.

ESPOSIZIONE DEL PRODOTTO

 E-mail:  tob.amy@tobmachine.com

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 Whatsapp/Numero di telefono: +86 181 2071 5609