电池的研究
概述
储能材料的工作原理bob综合游戏
能源生产和储能相关应用需要当今最复杂的材料开发计划，以满足效率和可靠性的目标。bob综合游戏从笔记本电脑到智能手机，我们的许多电子设备都是由可充电的锂离子电池供电的，而且它们很快也会扩展到许多其他领域。这包括通过持续开发和采用电动汽车的交通运输。新材料的bob综合游戏不断开发改变了我们获取、传输和储存能量的方式。
任何电池的性能，无论是其容量、寿命还是能量密度，最终都取决于组成其阳极、阴极、电解质和SEI的材料的内在特性。bob综合游戏布鲁克开发了一套全面的表征技术，使科学家能够了解和优化所有电池组件和完全组装的电池的物理和化学性质、性能和稳定性。
继续读下去，了解原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱、纳米机械测试、x射线衍射、拉曼显微镜、x射线显微镜和x射线光谱学如何阐明储能材料的工作原理。bob综合游戏
原位表征
原位表征
研究溶质和电极
研究人员可以在实验室级电池模型系统的溶质和电极中原位监测电化学过程。这些模型系统不是现成的电池产品，但有可能调整阳极，阴极材料，电解质组成，温度等在一个程序电压周期。bob综合游戏傅里叶变换红外光谱与电化学反应同步。结果，红外光谱随时间/电位变化。傅里叶变换红外光谱与电化学相结合，除了实验的电化学响应外，还提供了对分子变化和被研究分子反应过程的了解。
在循环过程中跟踪电池的行为
在充电/放电过程中，每个电池的阴极和阳极都在不断变化，例如由于锂离子的插入。利用x射线衍射(XRD)，可以同时跟踪相组成的变化和晶体结构的演变。这使得研究人员能够在原子水平上理解新的储能材料，跟踪循环过程中发生的反应，并监测降解行为，以提高电池性能。bob综合游戏
我们的x射线衍射仪支持您在电池材料方面的研究和开发，从隔离阴极和阳极材料的非原位分析，到全功能的硬币电池和袋电池的操作研究。bob综合游戏
原位观察锂枝晶生长
锂枝晶生长是影响锂离子电池安全性的最大问题之一，但由于锂化合物的反应性和脆性，特别是在研究固体电解质界面(SEI)生长时，很难探索枝晶生长的初始阶段。
利用电化学模式的原子力显微镜，可以追踪电位控制下电极表面的形态演化。这些实验揭示了不同电解质在石墨上沉积不同的锂离子，为锂电池中树枝状生长的潜在机制提供了更深入的理解。
非原位和失效分析
非原位和失效分析
用激光脱附/电离成像研究电化学副反应
在电化学有机合成和电池研究的新兴领域中，电极活性表面的电化学副反应是对效率和重现性的主要挑战。
经常观察到一种或多种化合物在电极活性表面上的不希望发生的聚合。这些聚合物倾向于吸附在电极上，导致活性表面钝化，这通常被称为“电极污垢”。
使用timsTOF fleX的质谱成像实现了吸附侧产品的识别和空间分辨率可视化。因此，基于timsTOF flex的成像可以研究电极污垢，并为电化学反应路径提供有价值的见解。
增加电池安全
机械损伤，包括电极的脆性失效和隔膜的穿透，可以引起储存能量的急剧释放，包括电池起火。此外，涂层的失效、机械(或离子)引起的膨胀和硬化、制造过程中产生的应力、多次充放电循环产生的机械应力和损伤，对新设备的开发和集成构成了重大挑战。因此，出于安全和性能的考虑，有必要了解这些设备的机械性能，包括适当尺寸的每个组件。
电池材料的纳米力学测试为新兴材料提供了定量表征，并为改善机械性能提供bob综合游戏了更深层次的见解。
柔性电极中的碳分析
使用LiFePO4 (LFP)阴极的电池是非常安全的，没有热失控的风险，但导电性低，限制了高充放电率的性能。在LFP粒子上涂一层非常薄的碳涂层可以提高其导电性。利用拉曼光谱研究了碳包覆正极材料的阳极稳定性，证明了包覆材料的均匀性。bob综合游戏
电池的所有组件，如正极/阴极材料和电解质，都可以通过拉曼微光谱技术，以非常高的横向分辨率进行分bob综合游戏析，包括原位和原位。碳广泛用于电池。拉曼光谱可以用来区分其同素异形体，并提供缺陷浓度等进一步的信息。
验证电极的结构完整性，研究电极的微观结构
x射线显微镜能够无损地可视化电池和燃料电池的内部3D结构。因此，XRM是一个很好的工具，可以通过监控组件的内部对齐(如电池寿命期间的电极分离)或压力测试来帮助理解故障机制。
现代高性能电池(如锂离子电池)的电极微结构对电池的循环寿命和容量等关键性能有重要影响。因此，大量的工作都在仔细优化工艺参数，以梳理出最佳的电池性能。XRM多尺度分析技术支持先进的电池研究，因为它可以在高分辨率揭示单个阳极和阴极层的微观结构。
铅酸电池电极的元素映射
铅酸电池(蓄电池)是一种可充电装置，用于储存电化学过程产生的电能。这种电池的电极由铅(Pb)和二氧化铅(PbO)组成2)和稀硫酸(37% H2所以4)作为电解液。在铅酸电池放电过程中，硫酸铅(PbSO)被精细分散4)在电极上形成，并通过充电逆转。然而，在某些条件下，电极上也会形成永久沉积物。WDS获得的x射线元素图是研究导致电池失效的硫酸盐沉积的性质和空间分布的理想方法。
