Dans le domaine de la recherche et du développement de batteries lithium-ion, il est crucial de comprendre les changements dynamiques de la microstructure des matériaux d'électrodes pendant les processus de charge et de décharge. Les méthodes traditionnelles de détection hors ligne ne permettent pas de capturer ces changements en temps réel, tandis que l'émergence des techniques de caractérisation in situ offre aux chercheurs un outil puissant. Forte de son expertise en diffraction des rayons X (DRX), Dandong Tongda Technology Co., Ltd. a développé une méthode in situ.accessoire de batteriepour la recherche sur les batteries, offrant une fenêtre efficace pour explorer les processus de réaction à l'intérieur de la boîte noire des batteries.

Principe technique : Surveillance dynamique des changements à micro-échelle dans les matériaux des batteries

L'objectif principal de la conception de Dandong Tongdaaccessoire de batterie d'origineest de permettre le suivi en temps réel de l'évolution de la structure cristalline des matériaux d'électrodes à l'aide de la technologie de diffraction des rayons X (DRX) pendant que la batterie fonctionne normalement (pendant la charge et la décharge).

Cet accessoire doit généralement fonctionner en synergie avec un système de test électrochimique (tel que le système de test de batterie LAND) et un diffractomètre à rayons X (tel que le modèle TD-3500 de Tongda Tech). Il forme une chambre de batterie spécialisée permettant aux rayons X de pénétrer et de sonder les matériaux des électrodes de la batterie pendant son fonctionnement. La clé réside dans la conception de fenêtres en matériaux (comme des fenêtres en béryllium) présentant des taux d'absorption des rayons X extrêmement faibles sur les composants de la batterie, garantissant ainsi une incidence et une émission efficaces des rayons X. Parallèlement, l'accessoire intègre les électrodes, l'isolation et les composants d'étanchéité nécessaires pour garantir des réactions électrochimiques normales et une excellente étanchéité pendant les tests.

Fonctions clés et valeur de l'application

La valeur de cet accessoire de batterie in situ réside dans sa capacité à aider les chercheurs à observer de manière intuitive et dynamique une série de changements microscopiques dans les matériaux des électrodes pendant les processus de charge et de décharge de la batterie :

• Observation en temps réel des processus de transition de phase : De nombreux matériaux d'électrodes subissent des transitions de phase lors de l'intercalation et de la désintercalation des ions lithium. La DRX in situ permet de capturer la formation, la disparition et la transformation de ces phases en temps réel, ce qui est essentiel pour comprendre les mécanismes réactionnels de la batterie.

• Suivi des variations des paramètres du réseau : Le suivi précis des variations des pics de diffraction XRD permet de calculer de subtiles variations des paramètres du réseau, reflétant sa dilatation et sa contraction. Ces variations sont étroitement liées aux indicateurs de performance de la batterie, tels que la tension et la durée de vie.

• Dévoilement des mécanismes de dégradation de la capacité : La dégradation de la capacité pendant le cyclage des batteries est souvent liée à la dégradation structurelle des matériaux des électrodes, à des réactions secondaires et à d'autres facteurs. La surveillance in situ permet de corréler la dégradation des performances électrochimiques avec les modifications structurelles, fournissant ainsi des informations directes pour améliorer les matériaux des batteries et optimiser leur conception.

• Accélération du développement de nouveaux matériaux : pour évaluer de nouveaux matériaux d'électrodes, la technologie XRD in situ peut rapidement fournir des informations clés sur la stabilité structurelle et les voies de réaction, accélérant ainsi le processus de R&D.