在matériaux的科学里

检查电池

Surmonter les défis de la recherche sur les batteries and ec de nouvelles solutions de caractérisation

Vue d 'ensemble

Vue d 'ensemble

Les applications liées à la génération et au stockage d ' énergie requièrent, à l ' heure actuelle,某些倡议développement des matériaux Les plus complex pour répondre aux objectifs d 'efficacité et de fiabilité。在今天,De nombreux分配électroniques allant De l’ordinateurs手提电脑和智能手机;alimentés par电池锂离子(锂离子)充电设备,以及également bientôt s的étendre à De nombreux autres域名。运输Cela va du transport à l 'adoption des véhicules électriques en passant par le développement continuu。De nouveaux matériaux sont développés en continuce qui transformme notre façon De capture, De transmettre and De stocker l ' énergie。

电池的性能,根据capacité, durée和densité énergétique, dépend本质元素propriétés intrinsèques和matériaux组成阳极,阴极,électrolyte和SEI(界面électrolyte固体)。布鲁克:développé一套完整的技术,caractérisation提供科学的理解和优化,propriétés物理和chimiques,性能和stabilité电池的成分和éléments电池complètement assemblés。

Continuer à lire pour appnderre comment显微镜à力原子,光谱学IRTF, les tests nanomécaniques,衍射射线X,显微镜拉曼,显微镜射线X和光谱学射线X字体la lumière sur le function nement des matériaux de stockage d’énergie。

Caracterisation原位

Caracterisation原位

Spectroelectrochimie IRTF

Étude des solutés和de l ' électrode

Les chercheurs peuvent surveillance in situ le procsus électrochimique dans Les solutés et Les électrodes d 'un système de modèle de batterie au niveau du laboratoire。Ces systèmes de modèle没有电池产品prêts。Néanmoins,这是可能的régler les matériaux阴极和阳极,成分électrolyte, température,等等,在张力programmé下。光谱学IRTF est synchronisée avec une réaction électrochimique。Cela permet e récupérer le spectre IR sur le temps/le potentiel。光谱学IRTF combinée à l ' électrochimie permet d'avoir des connissances sur le change moléculaire et le process de réaction des molécules étudiées en plus de La réaction électrochimique de l 'expérience。

X射线原位/外场衍射

自行车电池吊坠的安装

垂饰电荷décharge,电池的负极和负极élément发生了永久性的变化,例如插入阳离子的理由-锂。X射线衍射(XRD)研究了相变化组分和晶体结构。Cela permet aux chercheurs de comnveaux matériaux de stockage d ' énergie à un niveau atomique, de suivre réaction qui se产品吊坠le cycle和监测器le comportement de dégradation pour améliorer电池性能。

no diffractomètres de rayons X supportvotre recherche and votre développement dans matériaux de battery, de analysis on ex - situ de matériaux isolés de阴极和de阳极à de analysis in operando des piles plates complètement foncnelles。

显微镜à力原子électrochimique原位

原位锂树的观测

锂电池的树状结构是另一种结构problèmes触摸à La sécurité电池锂离子。但是很难理解的是:étapes的首字母缩写,它的树状结构是自然的理由réactive和脆弱的锂成分,而不是étude的首字母缩写,它的新形式。

显微镜électrochimique à force atomique permet de détecter l'évolution morphologique de La surface de l' électrode sous contrôle potential。Ces expériences révèlent différents dépôts de lithium sur le graphene pour différents électrolytes, offrant une meilleure compréhension du mécanisme sous-jacent de la croisanxin dendritique dans batteries au lithium。

分析défaillances和非原位

分析défaillances和非原位

扫描électrodes电池参照MALDI MSI

Etude des réactions secondaires électrochimiques par imagerie laser de désorption/电离

les les domaines émergents de la synthèse électroorganique et la recherche sur les batteries, les réactions secondaires électrochimiques sur la surface active des électrodes représentent un défi majeur pour l'efficacité et la reproductibilité。

Souvent, polymérisation indésirable d'un ou plusieurs composés在表面活动,électrodes est observée。Ces polymères ont tendance à s'吸附器sur l électrode conduisant à une钝化表面活性,ce qui est souvent appelé«封装de l'électrode»。

L'imagerie par spectrométrie de mass utilisant le timsTOF fleX permet L 'identification and la visualization résolue spatialement des products secondaires adsorbés。Par conséquent, l'imagerie basée sur timsTOF fleX permet d'étudier l' encassement des électrodes和fournit des信息précieuses sur les voies de réaction électrochimique。

比较细胞流出物的质量光谱和质量光谱的质量moyen的质量électrode BDD après氧化du 4-éthylphénol。Deuxième rangée:图像摄影de l'électrode après traits électrochimique et schéma de polymérisation simplifié。Ci-dessous: images LDI-MS (E1-E4) de la distribution spatiale des oligomères du 4-éthylphénol polymérisé par oxyation comant un composé hydroxylé。Le sens d'écoulement est de gauche à droite。
测试nanomécanique des电池

增强电池

一个dommage mécanique,由électrodes和pénétration du séparateur, peut entraîner la libération de l ' énergie stockée,以及conséquences戏剧化地拥抱电池。另外,défauts De revêtements, un gonflement et une rigidité d’origine mécanique (ou ionique), des efforts mécaniques et des dommages De cycles multicharge /décharge posent des défis majeur pour le développement et l 'intégration des nouveaux服装。这是关于sécurité和表演的理由,这是nécessaire理解表演mécaniques服装à l ' échelle de grandeur appropriée。

Les tests nanomécaniques des matériaux de battery donnent une caractérisation quantitative pour de nouveaux matériaux et de meilleures connaissances pour améliorer Les performances mécaniques。

用显微镜拉曼对电池进行研究

在électrodes中分析你的碳

电池使用阴极composées de LiFePO4 (LFP),并继续pour être très sûres et ne présentent不影响热性能,但可以néanmoins conductivité électrique性能限制à des aux de charge/décharge élevés。Un revêtement de carbone très fin sur les particules LFP peut améliorer sa conductivité。光谱拉曼permet d'étudier La stabilité阳极matériaux阴极和revêtement碳afin d' apporter d l 'homogénéité du revêtement。

对于电池的成分,可以是matériaux阳极/阴极,可以是électrolytes peuvent être analysés avec une résolution latérale très élevée à可以是显微镜拉曼光谱,à可以是原位和非原位。碳是电池的主要组成部分。Le spectre Raman peut servir à distinguer ses allotropes et à fournir de plus样品信息来自défaut的浓度。

电池和堆的图像à可燃avec显微镜à人造纤维X

Vérifier l'intégrité structurelle et rechercher la microstructure des électrodes

显微镜à rayons X permet de visualiser manière non - destructive La structure 3D interne des batteries and des piles à可燃。XRM是非常好的,直到我们帮助à理解mécanismes de défaillance监视成分之间的对齐,告诉我们séparation des électrodes sur durée电池的生活和测试résistance。

电池的微观结构électrodes高性能现代告诉我们,锂离子电池是一个没有显著影响的les propriétés clés告诉我们,durée de vie du cycle et La capacité。我们做了很多努力,所以consacrés à,优化细节,使用paramètres,对电池性能进行优化。我们的技术分析了多个-échelle的充电方式avancée关于电池汽车的充电方式révéler à haute résolution阳极和阴极各自的微观结构。

Pile type bouton PR44 scannées avec le SKYSCAN 1275 à une résolution de 8µm de tail de voxel。
Spectromètres à dispersion d'énergie en microscopie électronique

制图élémentaire dans les électrodes de batterie au plomb

Cartographie élémentaire au rayons X de la distribution des éléments S et PB sur une électrode d 'un battery au plomb。

蓄电池的编号为énergie électrique générée par des procédés électrochimiques。电池发送constituées d’électrodes en plomb (Pb)和二氧化氮plomb (PbO)2)和硫酸dilué (37% H2所以4)作为电解液。Lors de la décharge des电池配方酸,du sulfate de plomb finement dispersé (PbSO4)请到électrodes在联合国程序中查询inversé。在某些条件下,可以使用dépôts永久使用électrodes。Les cartes d'éléments à rayons X acquises par WDS sont idéales pour étudier la nature et la distribution spatiale des dépôts de sulation conduisant à une défaillance de la battery。