Наблюдение за распределением компонентов катода Li-ионного аккумулятора

Визуализации распределения компонентов на поверхности положительного электрода всего за 20 минут

Рамановское изображение положительного электрода литий-ионной батареи
■：LiCoO₂
■：Ацетиленовая сажа (acetylene black)

Длина волны лазера	532 нм
Объектив	100x N.А. = 0,9
Количество спектров	48000 (400?100)
Время измерения	20 мин

На рисунке выше показано рамановское изображение положительного электрода в литий-ионной батарее. LiCoO₂, который является активным материалом, и ацетиленовая сажа (acetylene black), которая является проводящей добавкой, показаны красным и синим цветом соответственно. Распределение компонентов получили за 20 мин с высоким пространственным разрешением порядка 350 нм.

Информация по образцу:
Смесь LiCoO2, ацетиленовой сажи и поливинилиденфторида с N-метилпирролидоном наносят на обе поверхности пленки алюминия и сушат.

Наблюдение за распределением компонентов на поверхностях положительного электрода

Следующий график показывает усредненный спектр комбинационного рассеяния в выбранной области, взятые из красной и синей области в правом рамановском изображении. Спектр на красной площади имеет 2-а пика 485 см^-1 и 597 см^-1, которые связанны с LiCoO₂. Спектр с синего квадрата состоит из 2-х пиков 1350 см^-1 и 1590 см^-1, которые связанны с углеродом.

Наблюдение за распределением компонентов на поверхностях положительного электрода после деградации

Рамановское изображение положительного электрода литий-ионной батареи после деградации, вызванной лазерным облучением.
■：LiCoO₂
■：Ацетиленовая сажа (acetylene black)
■：Co₃O₄

Длина волны лазера	532 нм
Объектив	100x N.А. = 0,9
Количество спектров	48000 (400?120)
Время измерения	20 мин

На рисунке выше показано рамановское изображение с того же поля зрения, что и на предыдущем изображении для положительного электрода литий-ионной батарее после лазерного облучения. В результате деградации электрода образуются LiCoO₂ (красный), ацетиленовая сажа (синий) и оксид кобальта (зеленый).

Следующий графики показывает усредненный спектр комбинационного рассеяния из выбранной области, который является красным, синим и зеленым квадратом на нижнем правом изображении, на наблюдаемом изображении комбинационного рассеяния. При деградации электрода видно, что генерируются не только CoLiO₂ (красный) и углерод (синий), но также и новые компоненты (зеленый), которые имеют несколько пиков в области нижнего волнового числа. Сосредоточив внимание на спектре комбинационного рассеяния в области нижнего волнового числа, видно что спектр с зеленого квадрата связанные с Co₃O₄ и имеет пики 482, 522 и 691 см^-1.

Наложение изображении оптического микроскопа и рамановского изображения

Наложение изображения оптического микроскопа и изображения комбинационного рассеяния. Слева на право: прозрачность рамановского изображения 100%, 75%, 50%, 0%

С помощью оборудования RAMANtouch полученно рамановское изображение можно накладывать на изображение оптического микроскопа. Вы можете свободно регулировать прозрачность рамановского изображения, просто перетаскивая ползунок влево или вправо в программном обеспечении. Таким образом, RAMANtouch позволяют отобразить распределение компонентов электродных материалов всего за 20 минут и являются является мощным инструментом для анализа и оценки материалов для аккумуляторных батарей.