{"id":1540,"date":"2018-04-03T07:59:43","date_gmt":"2018-04-03T07:59:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mcctcarbide.com\/top-4-lithium-ion-battery-material-testing-technologies\/"},"modified":"2020-05-04T13:31:41","modified_gmt":"2020-05-04T13:31:41","slug":"top-4-lithium-ion-battery-material-testing-technologies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/top-4-technologies-de-test-des-materiaux-pour-batterie-lithium-ion\/","title":{"rendered":"Top 4 des technologies de test de mat\u00e9riaux de batteries lithium-ion"},"content":{"rendered":"
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Les batteries au lithium sont largement utilis\u00e9es dans les produits \u00e9lectroniques et les automobiles comme nouvelles sources d'\u00e9nergie. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, l'\u00c9tat a vigoureusement soutenu la nouvelle industrie de l'\u00e9nergie, et de nombreuses entreprises et instituts de recherche nationaux et \u00e9trangers ont augment\u00e9 leur contribution et ont continuellement recherch\u00e9 de nouveaux mat\u00e9riaux pour am\u00e9liorer divers aspects des performances des batteries au lithium. Les mat\u00e9riaux au lithium-ion et les blocs-piles, demi-piles et batteries associ\u00e9s subissent une s\u00e9rie de tests avant d'\u00eatre mis en production. Voici un r\u00e9sum\u00e9 de plusieurs m\u00e9thodes de test courantes pour les mat\u00e9riaux lithium-ion. Les observations structurelles les plus intuitives\u00a0: microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) et microscopie \u00e9lectronique \u00e0 transmission (TEM) Microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) \u00c9tant donn\u00e9 que l'\u00e9chelle d'observation du mat\u00e9riau de la batterie se situe dans le gamme submicronique de plusieurs centaines de nanom\u00e8tres \u00e0 plusieurs microm\u00e8tres, le microscope optique ordinaire ne peut pas r\u00e9pondre aux exigences d'observation, et un microscope \u00e9lectronique \u00e0 grossissement plus \u00e9lev\u00e9 est souvent utilis\u00e9 pour observer le mat\u00e9riau de la batterie. Le microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) est une biologie cellulaire relativement moderne outil de recherche invent\u00e9 en 1965. Il utilise principalement l'imagerie du signal \u00e9lectronique secondaire pour observer la morphologie de surface de l'\u00e9chantillon, c'est-\u00e0-dire en utilisant un faisceau d'\u00e9lectrons tr\u00e8s \u00e9troit pour balayer l'\u00e9chantillon, \u00e0 travers le faisceau d'\u00e9lectrons et L'interaction de l'\u00e9chantillon produit divers effets, qui sont principalement l'\u00e9mission \u00e9lectronique secondaire de l'\u00e9chantillon. La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage peut observer la taille des particules et l'uniformit\u00e9 des mat\u00e9riaux lithium-ion, ainsi que la morphologie particuli\u00e8re des nanomat\u00e9riaux eux-m\u00eames. M\u00eame en observant la d\u00e9formation des mat\u00e9riaux au cours du cycle, nous pouvons juger si la capacit\u00e9 de tenue de cycle correspondante est bonne ou mauvaise. Comme le montre la figure 1b, les fibres de dioxyde de titane ont une structure de r\u00e9seau sp\u00e9ciale qui offre de bonnes performances \u00e9lectrochimiques.Fig. 1\u00a0: (a) Sch\u00e9ma structurel de la microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB)\u00a0; (b) Photographies obtenues par test SEM (nanofils de TiO2) 1.1 Principe du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage SEM\u00a0: comme le montre la figure 1a, le SEM est l'utilisation du bombardement par faisceau d'\u00e9lectrons de la surface de l'\u00e9chantillon, provoquant des \u00e9lectrons secondaires tels que l'\u00e9mission de signal, l'utilisation principale de SE et amplification, transmission des informations port\u00e9es par SE, imagerie point par point en s\u00e9rie temporelle, imagerie sur le tube.1.2 Caract\u00e9ristiques du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage : (1) Image st\u00e9r\u00e9oscopique forte et \u00e9paisseur observable (2) La pr\u00e9paration des \u00e9chantillons est simple et plus grande des \u00e9chantillons peuvent \u00eatre observ\u00e9s (3) R\u00e9solution plus \u00e9lev\u00e9e, 30 \u00e0 40 \u00c5 (4) Le grossissement peut \u00eatre variable en continu de 4 fois \u00e0 150 000 (5) Peut \u00eatre \u00e9quip\u00e9 d'accessoires pour l'analyse quantitative et qualitative de micro-zones1.3 Objets d'observation : Poudres , les granul\u00e9s et les mat\u00e9riaux en vrac peuvent tous \u00eatre test\u00e9s. Aucun traitement sp\u00e9cial n'est requis, sauf qu'ils sont maintenus au sec avant le test. Il est principalement utilis\u00e9 pour observer la morphologie de surface de l'\u00e9chantillon, la structure de la surface divis\u00e9e et la structure de la surface interne de la lumi\u00e8re. Il peut intuitivement refl\u00e9ter la taille et la distribution sp\u00e9cifiques de la taille des particules du mat\u00e9riau.2. Microscope \u00e9lectronique \u00e0 transmission TEM Figure 2\u00a0: (a) Sch\u00e9ma structurel d'un microscope \u00e9lectronique \u00e0 transmission TEM\u00a0; (b) Photo d'essai TEM (nanofeuille Co3O4) 2.1 Principe\u00a0: Le faisceau d'\u00e9lectrons incident est utilis\u00e9 pour traverser l'\u00e9chantillon afin de produire un signal \u00e9lectronique qui porte la section transversale de l'\u00e9chantillon. Il est ensuite imag\u00e9 sur une plaque fluorescente apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 amplifi\u00e9 par une lentille magn\u00e9tique multiniveau, et l'image enti\u00e8re est \u00e9tablie en m\u00eame temps.2.2 Caract\u00e9ristiques : (1) \u00c9chantillon fin, h<1000 \u00c5 (2) Image planaire 2D, effet st\u00e9r\u00e9oscopique m\u00e9diocre (3) Haute r\u00e9solution, meilleure que 2 \u00c5 (4) Pr\u00e9paration d'\u00e9chantillons complexes2.3 Objets d'observation\u00a0: les mat\u00e9riaux \u00e0 l'\u00e9chelle nanom\u00e9trique dispers\u00e9s dans la solution doivent \u00eatre \u00e9goutt\u00e9s sur le treillis de cuivre avant utilisation, pr\u00e9par\u00e9s \u00e0 l'avance et maintenus au sec. La principale observation est l'ultrastructure interne de l'\u00e9chantillon. Le microscope \u00e9lectronique \u00e0 transmission haute r\u00e9solution HRTEM peut observer le r\u00e9seau correspondant et le plan cristallin du mat\u00e9riau. Comme le montre la figure 2b, l'observation de la structure plane 2D a un meilleur effet, avec une qualit\u00e9 st\u00e9r\u00e9oscopique m\u00e9diocre par rapport au SEM, mais avec une r\u00e9solution plus \u00e9lev\u00e9e, des parties plus subtiles peuvent \u00eatre observ\u00e9es, et le HRTEM sp\u00e9cial peut m\u00eame observer la surface du cristal du mat\u00e9riau et informations sur le r\u00e9seau.3. Test de structure cristalline des mat\u00e9riaux\u00a0: (XRD) Technologie de diffraction des rayons XTechnologie de diffraction des rayons X (XRD). Par diffraction des rayons X du mat\u00e9riau, analyse de son diagramme de diffraction, pour obtenir la composition du mat\u00e9riau, l'atome interne ou la structure mol\u00e9culaire ou la morphologie du mat\u00e9riau et d'autres m\u00e9thodes de recherche d'informations. L'analyse par diffraction des rayons X est la principale m\u00e9thode d'\u00e9tude de la phase et de la structure cristalline d'une substance. Lorsqu'une substance (cristalline ou non cristalline) est soumise \u00e0 une analyse de diffraction, la substance est irradi\u00e9e avec des rayons X pour produire diff\u00e9rents degr\u00e9s de diffraction. La composition, la forme cristalline, la liaison intramol\u00e9culaire, la configuration mol\u00e9culaire et la conformation d\u00e9terminent la production de la substance. Motif de diffraction unique. La m\u00e9thode de diffraction des rayons X pr\u00e9sente les avantages de ne pas endommager l'\u00e9chantillon, de ne pas polluer, de la rapidit\u00e9, d'une grande pr\u00e9cision de mesure et d'une grande quantit\u00e9 d'informations sur l'int\u00e9grit\u00e9 du cristal. Par cons\u00e9quent, l'analyse par diffraction des rayons X en tant que m\u00e9thode scientifique moderne pour l'analyse de la structure et de la composition des mat\u00e9riaux a \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9e dans la recherche et la production de diverses disciplines. Figure 3 : (a) spectre XRD du mat\u00e9riau lithium-ion ; (b) Structure principale du diffractom\u00e8tre \u00e0 rayons X 3.1 Principe de XRD\u00a0: lorsque la diffraction des rayons X est projet\u00e9e dans un cristal sous forme d'onde \u00e9lectromagn\u00e9tique, elle sera diffus\u00e9e par les atomes du cristal. Les ondes diffus\u00e9es sont \u00e9mises depuis le centre de l'atome. Les ondes diffus\u00e9es \u00e9mises depuis le centre de chaque atome ressemblent \u00e0 l'onde sph\u00e9rique source. \u00c9tant donn\u00e9 que les atomes sont dispos\u00e9s p\u00e9riodiquement dans le cristal, il existe une relation de phase fixe entre ces ondes sph\u00e9riques diffus\u00e9es, ce qui am\u00e8ne les ondes sph\u00e9riques dans certaines directions de diffusion \u00e0 se renforcer mutuellement et \u00e0 s'annuler dans certaines directions, entra\u00eenant des ph\u00e9nom\u00e8nes de diffraction. La disposition des atomes \u00e0 l'int\u00e9rieur de chaque cristal est unique, de sorte que le diagramme de diffraction correspondant est unique, similaire aux empreintes digitales humaines, de sorte qu'une analyse de phase peut \u00eatre effectu\u00e9e. Parmi eux, la distribution des raies de diffraction dans le diagramme de diffraction est d\u00e9termin\u00e9e par la taille, la forme et l'orientation de la cellule unitaire. L'intensit\u00e9 des raies de diffraction est d\u00e9termin\u00e9e par le type d'atomes et leur position dans la cellule unitaire. En utilisant l'\u00e9quation de Bragg\u00a0: 2dsin\u03b8=n\u03bb, nous pouvons obtenir des rayons X excit\u00e9s par diff\u00e9rents mat\u00e9riaux en utilisant des cibles fixes pour g\u00e9n\u00e9rer des signaux caract\u00e9ristiques \u00e0 des angles \u03b8 sp\u00e9ciaux, c'est-\u00e0-dire des pics caract\u00e9ristiques marqu\u00e9s sur la carte PDF.3.2 Caract\u00e9ristiques du test XRD\u00a0:Le diffractom\u00e8tre XRD a une large applicabilit\u00e9 et est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 pour mesurer des mat\u00e9riaux en vrac en poudre, monocristallins ou polycristallins, et pr\u00e9sente les avantages d'une d\u00e9tection rapide, d'un fonctionnement simple et d'un traitement de donn\u00e9es pratique. C'est un produit de conscience standard. Non seulement peut \u00eatre utilis\u00e9 pour d\u00e9tecter les mat\u00e9riaux au lithium, mais la plupart des mat\u00e9riaux cristallins peuvent utiliser XRD pour tester sa forme cristalline sp\u00e9cifique. La figure 3a montre le spectre XRD correspondant au mat\u00e9riau lithium-ion Co3O4. Les informations sur le plan cristallin du mat\u00e9riau sont marqu\u00e9es sur la figure selon la carte PDF correspondante. Le pic de cristallisation du mat\u00e9riau de bloc noir correspondant sur cette figure est \u00e9troit et tr\u00e8s apparent, ce qui indique que sa cristallinit\u00e9 est tr\u00e8s bonne. Les \u00e9chantillons de poudre n\u00e9cessitent un broyage, la surface de l'\u00e9chantillon doit \u00eatre aplatie, ce qui r\u00e9duit l'effet de contrainte de l'\u00e9chantillon mesur\u00e9.4. Performances \u00e9lectrochimiques (CV) Voltam\u00e9trie cyclique et charge et d\u00e9charge cycliquesLes mat\u00e9riaux de batterie au lithium appartiennent \u00e0 la gamme \u00e9lectrochimique, de sorte qu'une s\u00e9rie correspondante de tests \u00e9lectrochimiques est essentielle. Test CV : Une m\u00e9thode de recherche \u00e9lectrochimique couramment utilis\u00e9e. Le proc\u00e9d\u00e9 contr\u00f4le le potentiel d'\u00e9lectrode \u00e0 diff\u00e9rentes vitesses et effectue des balayages r\u00e9p\u00e9t\u00e9s avec la forme d'onde triangulaire une ou plusieurs fois dans le temps. La plage de potentiel consiste \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer alternativement diff\u00e9rentes r\u00e9actions de r\u00e9duction et d'oxydation sur l'\u00e9lectrode et \u00e0 enregistrer la courbe courant-potentiel. Selon la forme de la courbe, le degr\u00e9 de r\u00e9versibilit\u00e9 de la r\u00e9action d'\u00e9lectrode, la possibilit\u00e9 d'adsorption de l'interm\u00e9diaire ou de la limite de phase ou la formation d'une nouvelle phase, et la nature de la r\u00e9action chimique de couplage peuvent \u00eatre jug\u00e9s. Couramment utilis\u00e9 pour mesurer les param\u00e8tres de r\u00e9action de l'\u00e9lectrode, d\u00e9terminer les \u00e9tapes de contr\u00f4le et le m\u00e9canisme de r\u00e9action, et observer quelle r\u00e9action peut se produire dans toute la plage de balayage potentiel, et comment leur nature. Pour un nouveau syst\u00e8me \u00e9lectrochimique, la m\u00e9thode d'\u00e9tude pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e est souvent la voltam\u00e9trie cyclique, qui peut \u00eatre appel\u00e9e \u00abspectroscopie \u00e9lectrochimique\u00bb. En plus d'utiliser des \u00e9lectrodes au mercure, cette m\u00e9thode peut \u00e9galement utiliser du platine, de l'or, du carbone vitreux, des micro\u00e9lectrodes en fibre de carbone et des \u00e9lectrodes modifi\u00e9es chimiquement. La voltam\u00e9trie cyclique est une m\u00e9thode \u00e9lectrochimique utile pour l'\u00e9tude de la nature, du m\u00e9canisme et des param\u00e8tres cin\u00e9tiques des processus d'\u00e9lectrode. . Pour un nouveau syst\u00e8me \u00e9lectrochimique, la m\u00e9thode d'\u00e9tude privil\u00e9gi\u00e9e est souvent la voltam\u00e9trie cyclique. En raison du grand nombre de facteurs affect\u00e9s, cette m\u00e9thode est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9e pour l'analyse qualitative et est rarement utilis\u00e9e pour l'analyse quantitative. Figure 4 : (a) diagramme de cycle CV de l'\u00e9lectrode r\u00e9versible ; (b) Test de charge et de d\u00e9charge du cycle de courant constant de la batterieTest de charge et de d\u00e9charge du cycle de courant constant\u00a0: une fois la batterie au lithium assembl\u00e9e dans la batterie correspondante, une charge et une d\u00e9charge sont n\u00e9cessaires pour tester les performances du cycle. Le processus de charge-d\u00e9charge utilise souvent une m\u00e9thode de charge-d\u00e9charge galvanostatique, d\u00e9charge et charge \u00e0 une densit\u00e9 de courant fixe, limite la tension ou des conditions de capacit\u00e9 sp\u00e9cifiques et effectue des tests de cycle. Il existe deux types de testeurs couramment utilis\u00e9s dans les laboratoires : Wuhan Blue Power et Shenzhen Xinwei. Apr\u00e8s avoir configur\u00e9 un programme simple, les performances du cycle de la batterie peuvent \u00eatre test\u00e9es. La figure 4b est un sch\u00e9ma de cycle d'un groupe de batteries au lithium assembl\u00e9es. Nous pouvons voir que le mat\u00e9riau en vrac noir peut circuler sur 60 cercles et que le mat\u00e9riau NS rouge peut circuler sur 150 cercles. R\u00e9sum\u00e9\u00a0: il existe de nombreuses techniques de test pour les mat\u00e9riaux de batterie au lithium. Les plus courants sont les tests SEM, TEM, XRD, CV et cycle mentionn\u00e9s ci-dessus. Il existe \u00e9galement la spectroscopie Raman (Raman), la spectroscopie infrarouge (FTIR), la spectroscopie photo\u00e9lectronique \u00e0 rayons X (XPS) et l'analyse du spectre d'\u00e9nergie (EDS) des accessoires de microscope \u00e9lectronique, la spectroscopie de perte d'\u00e9nergie \u00e9lectronique (EELS) pour d\u00e9terminer la taille des particules de mat\u00e9riau et porosit\u00e9. Taux de test de surface BET. M\u00eame la spectroscopie de diffraction et d'absorption des neutrons (XAFS) peut \u00eatre utilis\u00e9e dans certains cas. Au cours des 30 derni\u00e8res ann\u00e9es, l'industrie des batteries au lithium s'est d\u00e9velopp\u00e9e rapidement et a progressivement remplac\u00e9 les carburants traditionnels tels que le charbon et le p\u00e9trole pour une utilisation dans l'automobile et d'autres \u00e9quipements \u00e9lectriques. Les m\u00e9thodes de caract\u00e9risation et de d\u00e9tection d\u00e9velopp\u00e9es avec lui n'ont cess\u00e9 d'am\u00e9liorer et de faire progresser le domaine des batteries au lithium.
\nSource: Meeyou Carbide<\/p>\n<\/div>\n

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Lithium batteries are widely used in electronic products and automobiles as new energy sources. In recent years, the state has vigorously supported the new energy industry, and many domestic and foreign companies and research institutes have increased their input and continuously researched new materials to improve various aspects of lithium battery performance. Lithium-ion materials and…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1541,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[],"class_list":["post-1540","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cutting-tools-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1540","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1540"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1540\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1540"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1540"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1540"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}