리튬 배터리는 전자 제품 및 자동차에서 새로운 에너지 원으로 널리 사용됩니다. 최근 몇 년간 주정부는 새로운 에너지 산업을 적극적으로 지원했으며, 많은 국내외 기업 및 연구소는 리튬 배터리 성능의 다양한 측면을 개선하기 위해 입력을 늘리고 새로운 재료를 지속적으로 연구했습니다. 리튬 이온 재료 및 관련 전체 전지, 반 전지 및 배터리 팩은 생산에 들어가기 전에 일련의 테스트를 거칩니다. 다음은 리튬 이온 재료에 대한 몇 가지 일반적인 테스트 방법을 요약 한 것입니다. 가장 직관적 인 구조 관찰 : 주사 전자 현미경 (SEM) 및 투과 전자 현미경 (SEM) 주사 전자 현미경 (SEM) 배터리 물질의 관찰 규모는 수백 나노 미터에서 수 마이크로 미터의 미크론 이하 범위의 일반 광학 현미경은 관찰 요구 사항을 충족시킬 수 없으며, 고배율 전자 현미경은 종종 배터리 재료를 관찰하는 데 사용됩니다. 주사 전자 현미경 (SEM)은 비교적 현대적인 세포 생물학입니다 주로 2 차 전자 신호 이미징을 사용하여 샘플의 표면 형태를 관찰합니다. 즉, 매우 좁은 전자 빔을 사용하여 샘플을 스캔하고 전자 빔을 통해 샘플의 상호 작용은 다양한 효과를 생성합니다. 이는 주로 샘플의 2 차 전자 방출입니다. 주사 전자 현미경 검사법은 나노 재료 자체의 특수한 형태뿐만 아니라 리튬 이온 재료의 입자 크기 및 균일 성을 관찰 할 수 있습니다. 사이클 동안 재료의 변형을 관찰하더라도 해당 사이클 유지 능력이 좋은지 판단 할 수 있습니다. 도 1b에 도시 된 바와 같이, 이산화 티탄 섬유는 우수한 전기 화학적 성능을 제공하는 특별한 네트워크 구조를 갖는다. 1 : (a) 주사 전자 현미경 (SEM) 구조 개략도; (b) SEM 테스트로 얻은 사진 (TiO2 나노 와이어) 1.1 SEM 주사 전자 현미경 원리 : 그림 1a에서 볼 수 있듯이 SEM은 샘플 표면의 전자 빔 충격을 사용하여 신호 방출과 같은 2 차 전자, SE 및 증폭, SE에 의해 전달 된 정보의 전송, 시계열의 포인트 단위 이미징, 튜브 이미징 1.2 스캐닝 전자 현미경 특징 : (1) 강한 입체 이미지 및 관찰 가능한 두께 (2) 샘플 준비가 간단하고 더 크다 샘플을 관찰 할 수 있습니다. (3) 더 높은 해상도, 30 ~ 40Å (4) 배율은 4 배에서 150,000까지 지속적으로 변할 수 있습니다. (5) 미세 영역의 정량적 및 정 성적 분석을위한 액세서리를 장착 할 수 있습니다 .1.3 관찰 대상 : 분말 , 과립 및 벌크 재료를 모두 테스트 할 수 있습니다. 테스트하기 전에 건조하게 유지하는 것을 제외하고는 특별한 처리가 필요하지 않습니다. 주로 샘플의 표면 형태, 분할 표면의 구조 및 내강의 내부 표면의 구조를 관찰하는 데 사용됩니다. 재료의 입자 크기의 특정 크기와 분포를 직관적으로 반영 할 수 있습니다. TEM 투과 전자 현미경 그림 2 : (a) TEM 투과 전자 현미경의 구조적 개요; (b) TEM 테스트 사진 (Co3O4 나노 시트) 2.1 원리 : 입사 전자 빔은 샘플의 단면을 운반하는 전자 신호를 생성하기 위해 샘플을 통과하는 데 사용됩니다. 그런 다음 다중 레벨 자기 렌즈로 증폭 한 후 형광판에 이미지를 찍고 전체 이미지를 동시에 설정합니다. 2.1 특징 : (1) 얇은 샘플, h <1000 Å (2) 2D 평면 이미지, 나쁜 입체 효과 (3) 고해상도, 2Å 이상 (4) 복잡한 시료 준비 2.3 관찰 대상 : 용액에 분산 된 나노 규모의 재료는 사용하기 전에 구리 메쉬에 떨어 뜨려 미리 준비하고 건조시켜야합니다. 주요 관찰은 샘플의 내부 초 미세 구조입니다. HRTEM 고해상도 투과 전자 현미경은 재료의 해당 격자와 결정 평면을 관찰 할 수 있습니다. 그림 2b에서 볼 수 있듯이 2D 평면 구조를 관찰하면 SEM에 비해 낮은 입체 품질로 더 나은 효과를 얻을 수 있지만 해상도가 높을수록 더 미묘한 부분을 관찰 할 수 있으며 특수 HRTEM은 재료의 결정 표면을 관찰 할 수 있습니다. 격자 정보 3. 재료 결정 구조 테스트 : (XRD) X-ray 회절 기술 X-ray 회절 (XRD) 기술. 재료의 X- 선 회절, 회절 패턴의 분석을 통해 재료의 조성, 내부 원자 또는 분자 구조 또는 재료의 형태 및 기타 정보 연구 방법을 얻습니다. X- 선 회절 분석은 물질의 상 및 결정 구조를 연구하는 주요 방법입니다. 물질 (결정 또는 비결정)이 회절 분석 될 때, 물질은 X- 선으로 조사되어 상이한 회절도를 생성한다. 조성, 결정 형태, 분자 내 결합, 분자 구성 및 형태는 물질의 생성을 결정한다. 독특한 회절 패턴. X- 선 회절 방법은 샘플을 손상시키지 않고 오염, 신속성, 높은 측정 정확도 및 결정의 무결성에 대한 많은 정보를 얻을 수있는 이점이 있습니다. 따라서, 재료 구조 및 조성 분석을위한 현대 과학적 방법 인 X- 선 회절 분석은 다양한 분야의 연구 및 생산에 널리 사용되어 왔습니다. 그림 3 : (a) 리튬 이온 재료의 XRD 스펙트럼; (b) X- 선 회절 계의 원리 구조 3.1 XRD의 원리 : X- 선 회절이 전자기파로서 결정으로 투영 될 때, 결정 내의 원자에 의해 산란됩니다. 산란파는 원자의 중심에서 방출됩니다. 각 원자의 중심에서 방출 된 산란파는 소스 구형파와 유사합니다. 원자가 결정 내에 주기적으로 배열되기 때문에, 이들 산란 된 구형파 사이에는 고정 된 위상 관계가 있으며, 이는 일부 산란 방향의 구형파가 서로를 강화시키고 일부 방향으로 서로 상쇄시켜 회절 현상을 야기 할 것이다. 각 결정 내부의 원자 배열은 고유하므로 해당 회절 패턴은 인간 지문과 유사하여 위상 분석을 수행 할 수 있습니다. 그 중에서도, 회절 패턴에서의 회절 선의 분포는 단위 셀의 크기, 형상 및 배향에 의해 결정된다. 회절 선의 강도는 원자의 유형과 단위 셀에서의 위치에 따라 결정됩니다. Bragg 방정식 : 2dsinθ = nλ를 사용하여 고정 된 대상을 사용하여 다른 재료에 의해 여기 된 X-ray를 획득하여 특수 θ 각도에서 특성 신호, 즉 PDF 카드에 표시된 특성 피크를 생성 할 수 있습니다 .3.2 XRD 테스트 기능 : XRD 회절 계 광범위한 적용 가능성을 가지고 있으며 일반적으로 분말, 단결정 또는 다결정 벌크 재료를 측정하는 데 사용되며 빠른 감지, 간단한 작동 및 편리한 데이터 처리의 장점이 있습니다. 표준 양심 제품입니다. 리튬 물질을 탐지하는 데 사용될 수있을뿐만 아니라 대부분의 결정 물질은 XRD를 사용하여 특정 결정 형태를 테스트 할 수 있습니다. 도 3a는 리튬-이온 물질 Co3O4에 대응하는 XRD 스펙트럼을 도시한다. 재료의 결정면 정보는 해당 PDF 카드에 따라 그림에 표시되어 있습니다. 이 그림에서 해당 검은 색 블록 재료의 결정화 피크는 좁고 명확하여 결정 성이 매우 우수함을 나타냅니다 .3.3 테스트 대상 및 샘플 준비 요구 사항 : 표면이 매끄러운 분말 샘플 또는 평평한 샘플. 분말 시료는 연마해야하며 시료 표면이 평평 해져 측정 된 시료의 응력 영향이 줄어 듭니다. 전기 화학적 성능 (CV) 순환 전압 전류 측정 및 순환 충전 및 방전 리튬 배터리 재료는 전기 화학 범위에 속하므로 해당 일련의 전기 화학 테스트가 필수적입니다 .CV 테스트 : 일반적으로 사용되는 전기 화학 연구 방법. 이 방법은 다른 속도로 전극 전위를 제어하고 시간이 지남에 따라 한 번 이상 삼각 파형으로 반복적으로 스캔합니다. 전위 범위는 전극에서 교대로 다른 환원 및 산화 반응을 생성하고 전류 전위 곡선을 기록하는 것입니다. 곡선의 형상에 따라, 전극 반응의 가역성 정도, 중간 또는 상 경계의 흡착 가능성 또는 새로운상의 형성 가능성 및 커플 링 화학 반응의 성질을 판단 할 수있다. 일반적으로 전극 반응 매개 변수를 측정하고 제어 단계와 반응 메커니즘을 결정하며 전체 잠재적 스캔 범위 내에서 어떤 반응이 발생할 수 있는지와 그 특성을 관찰하는 데 사용됩니다. 새로운 전기 화학 시스템의 경우, 선호되는 연구 방법은 종종 순환 전압 전류 법이며, 이는 "전기 화학 분광법"으로 지칭 될 수있다. 이 방법은 수은 전극을 사용하는 것 외에도 백금, 금, 유리질 탄소, 탄소 섬유 미세 전극 및 화학적으로 변형 된 전극을 사용할 수 있습니다. 순환 전압 전류 법은 전극 공정의 특성, 메커니즘 및 운동 파라미터를 연구하는 데 유용한 전기 화학 방법입니다. . 새로운 전기 화학 시스템의 경우 선호되는 연구 방법은 종종 순환 전압 전류 법입니다. 영향을받는 요인이 많기 때문에이 방법은 일반적으로 정성 분석에 사용되며 정량 분석에는 거의 사용되지 않습니다 (그림 4 : (a) 가역 전극의 CV 사이클 다이어그램). (b) 배터리의 정전류 사이클 충전 및 방전 테스트 정전류 사이클링 충전 및 방전 테스트 : 리튬 배터리를 해당 배터리에 조립 한 후 사이클 성능을 테스트하기 위해 충전 및 방전이 필요합니다. 충전-방전 공정은 종종 정전류 충전-방전 방법을 사용하고, 고정 전류 밀도에서 방전 및 충전하고, 전압 또는 특정 용량 조건을 제한하며, 사이클 테스트를 수행한다. 실험실에서 일반적으로 사용되는 테스터에는 Wuhan Blue Power와 Shenzhen Xinwei의 두 종류가 있습니다. 간단한 프로그램을 설정 한 후 배터리의 사이클 성능을 테스트 할 수 있습니다. 도 4b는 리튬 배터리 조립 배터리 그룹의 사이클 다이어그램이다. 검정 벌크 재료는 60 개의 원으로 순환 될 수 있고, 빨간색 NS 재료는 150 개의 원으로 순환 될 수 있다는 것을 알 수 있습니다 요약 : 리튬 배터리 재료에 대한 많은 테스트 기술이 있습니다. 가장 일반적인 것은 위에서 언급 한 SEM, TEM, XRD, CV 및 사이클 테스트입니다. 라만 분광법 (Raman), 적외선 분광법 (FTIR), X- 선 광전자 분광법 (XPS) 및 전자 현미경 부착물의 에너지 스펙트럼 분석 (EDS), 재료 입자 크기를 결정하는 전자 에너지 손실 분광법 (EELS)도 있습니다 다공성. BET 표면적 테스트 속도. 경우에 따라 중성자 회절 및 흡수 분광법 (XAFS)도 사용할 수 있으며, 지난 30 년 동안 리튬 배터리 산업은 자동차 및 기타 전력 장비에 사용하기 위해 석탄 및 석유와 같은 전통적인 연료를 신속하고 점차적으로 대체 해 왔습니다. 이와 함께 개발 된 특성 분석 및 탐지 방법은 리튬 배터리 분야에서 지속적으로 개선되고 발전하고 있습니다.
근원 : Meeyou 탄화물

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