Рамановская визуализация без воздействия атмосферы

На рисунках выше показано рамановское изображение графит-Si-полиакрилатного анода до и после заряда. Заряженный анод вынимали из ячейки в перчаточном ящике и затем помещали в закрытый сосуд LIBcell. Это позволяет измерять рамановское изображение, сохраняя состояние заряда на воздухе. Установлено, что кристаллический Si почти изменился на аморфный из-за интеркаляции Li⁺. С другой стороны, было обнаружено, что анод графит-Si-PVdF, который не был хорошо диспергирован, имеет существенное изменение формы в спектре комбинационного рассеяния в G-полосе углерода по сравнению с кремнием. Рамановское изображение также может подтвердить разницу электрических характеристик, которая вызвана дисперсией формы веществ анода.

Визуализация тонкой дисперсии активных материалов с высоким пространственным разрешением

Кремний, который может хранить больше лития и графит, является перспективным материалом для отрицательных электродов для литий-ионных аккумуляторов большой емкости. Однако кристалл кремния разрушается из-за большого изменения объема до и после зарядки/ разрядки и возникают проблемы с циклическими характеристиками. В этом случае, эффективным является тонкое диспергирование микронизированного кремния в качестве одного из подходов для предотвращения разрушения кристаллов кремния из-за изменения объема, а использование полиакрилата натрия (PANa,) в качестве связующего вещества, позволит равномерно диспергировать каждый компонент. Это было подтверждено с помощью комбинационного рассеяния (см. ниже). В частности, кремний выглядит мелкодисперсным до 1 мкм. С другой стороны, в электродной пластине с использованием PVdF в качестве связующего вещества можно увидеть, что смесь графита и сажи смещена по сравнению со случаем использования PANa.

Длина волны лазера	532 нм
Объектив	100x N.А. = 0,85
Количество спектров	22500
Время измерения	27 мин

Подтверждение условия хранения лития по спектру комбинационного рассеяния

При сравнении спектров комбинационного рассеяния до и после зарядки с использованием этих двух типов электродных пластин в различных состояниях дисперсии наблюдается значительное изменение в G-полосе углеродного материала, а литий поглощается в углеродном материале. Было высказано предположение, что литий не может эффективно содержаться в кремнии (см. спектры ниже). Таким образом, мы смогли подтвердить различие в характеристиках литий-ионных батарей из-за дисперсного состояния по изменению спектра комбинационного рассеяния.

Изменение спектра комбинационного рассеяния до и после зарядки

※Образец был предоставлен лабораторией Комаба Токийского Университета Науки.

Рекомендуемая продукция Nanophoton:
Зарядный/разрядный контейнер для in-situ рамановского измерения LIBcell charge
Контейнер закрытого типа LIBcell