电池的研究
概述
储能材料的工作原理必威手机客户端
能源生产和能源存储相关应用需要当今一些最复杂的材料开发举措，以满足效率和可靠性目标。必威手机客户端我们的许多电子设备，从笔记本电脑到智能手机，都是由可充电锂离子电池供电的，而且它们很快也会扩展到许多其他领域。这包括通过持续发展和采用电动汽车的交通运输。新材料不必威手机客户端断被开发，改变了我们捕捉、传输和储存能量的方式。
任何电池的性能，无论是在它的容量、寿命或能量密度方面，最终都取决于组成它的阳极、阴极、电解质和SEI的材料的固有特性。必威手机客户端Bruker开发了一套全面的表征技术，使科学家能够理解和优化所有电池组件和完全组装的电池电池的物理和化学性能、性能和稳定性。
继续阅读，了解原子力显微镜、FTIR光谱、纳米力学测试、x射线衍射、拉曼显微镜、x射线显微镜和x射线光谱如何揭示储能材料的工作原理。必威手机客户端
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别的电池模型系统中原位监测溶质和电极中的电化学过程。这些模型系统不是现成的电池产品，但可以在程序电压循环中调整阳极、阴极材料、电解质成分、温度等。必威手机客户端FTIR光谱与电化学反应同步。结果，红外光谱随时间/电位被收集。FTIR光谱与电化学的结合，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洞察。
在骑行过程中跟踪电池的行为
在充放电过程中，每个电池的阴极和阳极不断变化，例如由于锂离子的插入。通过x射线衍射(XRD)，可以同时观察到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了解新的储能材料，跟踪循环过程中发生的反应，监测降解行为，以提高电池性能。必威手机客户端
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，从隔离正极材料的非原位分析，到完全功能的硬币电池和袋电池的操作中研究。必威手机客户端
原位观察li -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，对枝晶生长的初始阶段进行探究是困难的，尤其是在研究固体电解质界面(SEI)生长时。
利用电化学模式原子力显微镜，可以追踪电极表面在电位控制下的形态演化。这些实验揭示了不同电解质在石墨上的锂沉积方式，为进一步了解锂电池枝晶生长机理提供了依据。
原位失效分析
原位失效分析
利用激光解吸/电离成像研究电化学副反应
在电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对效率和再现性提出了重大挑战。
通常，在电极的活性表面上观察到一种或多种化合物的不期望的聚合。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“电极污染”。
利用timsTOF fleX进行质谱成像，可以识别吸附侧产物并对其进行空间分辨可视化。因此，基于timsTOF flex的成像允许研究电极污染，并为了解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分离器的穿透，会引起储存能量的剧烈释放，包括电池起火。此外，涂层失效、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器件的开发和集成构成了重大挑战。因此，出于安全和性能方面的原因，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，为提高机械性能提供了必威手机客户端更深入的见解。
柔性电极中的碳分析
众所周知，使用基于LiFePO4 (LFP)的阴极的电池非常安全，没有热失控的风险，但导电性低，限制了在高充放电速率下的性能。在LFP颗粒上涂上一层很薄的碳膜可以提高其电导率。利用拉曼光谱研究了碳涂层正极材料的阳极稳定性，证明了涂层的均匀性。必威手机客户端
电池的所有组成部分，如正极材料和电解质，都可以通过拉曼显微光谱以非常高的横向分辨率进行分析，包必威手机客户端括原位和原位。碳广泛用于电池。拉曼光谱可用于区分其同素异形体，并提供缺陷浓度等进一步信息。
验证结构完整性，研究电极微观结构
x射线显微镜能够无损地显示电池和燃料电池的内部三维结构。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)的电极微观结构对循环寿命和容量等关键性能有显著影响。因此，人们花费大量精力仔细优化工艺参数，以获得最佳电池性能。XRM作为多尺度分析技术支持先进的电池研究，因为它可以以高分辨率揭示单个阳极和阴极层的微观结构。
铅酸电池电极中的元素映射
铅酸电池(蓄电池)是一种可充电的装置，用于储存由电化学过程产生的电能。该电池由铅(Pb)和二氧化铅(PbO)制成的电极组成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，细分散的硫酸铅(PbSO)4)在电极上形成的过程是通过充电逆转的。然而，在一定条件下，电极上也会形成永久沉积。WDS获得的x射线元素图是研究导致电池失效的硫化物沉积物的性质和空间分布的理想方法。
