파괴없이 리튬-이온 2 차 바카라 룰의 충전 용량에서 악화에 대한 2 차원 정량 분석을 정량적으로 분석했습니다

Kino Koichi, Kino Koichi, X- 선 및 양전자 측정 연구 그룹의 최고 연구원, X- 레이 및 양전자 측정 연구 그룹, 국립 고급 산업 과학 및 기술 연구소 (이하 "바카라 룰"), 국가 고급 산업 과학 및 기술 연구소 (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰) (바카라 룰2 차 바카라 룰for (lib)Nutron선의 전송 스펙트럼 분석을 사용한 결정 구조의 이미징 (Bragg Edge Imaging) 새로 개발 된 분석 방법을 측정에 적용하여 바카라 룰 전극의 악화를 비파괴 적으로 시각화하고 결정 단계의 유형과 밀도를 성공적으로 정량화했습니다

Nutron 빔은 높은 투과성을 가지며 Lib 하우징을 통해 스며 들어 내부를 비파괴 적으로 관찰 할 수 있습니다 또한, 중성자 빔의 투과 스펙트럼을 분석함으로써, 이는 음의 전극 재료이다흑연와 같은 결정 구조에 대한 정보 또한 얻을 수 있습니다 이번에는이 연구 그룹은 흑연을 기반으로합니다크리스탈 오리엔테이션|를 고려하여 새로운 분석 방법이 고안되었으며,이를 사용함으로써, 흑연 음성 전극 및 밀도에 리튬 이온의 삽입 및 탈착 상태뿐만 아니라 2 차원 공간 분포에 대한 2 차원 및 탈퇴 된 LIB 생성물의 차이를 정량적으로 드러 냈습니다 이 기술은 전하 및 배출로 인한 LIB의 악화 과정을 방지하는 데 사용됩니다오페란트 관찰에 사용하면 고성능 바카라 룰 개발에 기여할 수 있습니다 이 프레젠테이션에 대한 자세한 내용은 Journal of Scientific PapersApplied Physics Express에 온라인으로 게시됩니다 2022 년 2 월 4 일 (일본 시간)

탄소 중립 사회를 실현하려면 반복적으로 충전되고 배출 될 수있는 2 차 바카라 룰의 성능을 향상시켜야합니다 LIB는 저장 할 수있는 높은 에너지 밀도를 가지고 있으며 소형화 및 대용량에 적합하므로 휴대 전화 및 컴퓨터뿐만 아니라 전기 자동차 및 재생 가능한 에너지 저장에도 사용되고 있습니다 장기간 LIB를 사용하는 경우 반복적 인 전하 및 배출로 인한 악화를 억제해야합니다

리튬 이온이 양의 전극 재료에서 흑연과 같은 음의 전극 재료로 이동할 때 Lib가 하전됩니다 LIB의 충전 용량에서 악화의 원인을 분석하기 위해, 음성 전극 재료에 리튬 이온을 고정하는 결정의 유형 및 하우징에서 추출하지 않고 밀도와 같은 정보를 얻는 것이 필요했습니다 지금까지, 우수한 투과성을 갖는 X- 선 및 중성자 빔을 사용하는 비파괴 분석 기술은 전 세계적으로 적극적으로 개발되었지만, 결정 방향 등의 강도로 인해 광범위하고 정량적 방식으로 결정 정보를 얻는 기술은 실현되지 않았습니다

바카라 룰 및 Nissan Arc는 LIB 충전 기능의 악화를 비파괴 적으로 정량적으로 분석하기 위해 기술을 개발하기 위해 협력 해 왔습니다 이 중 바카라 룰와 Nissan Arc는 Japan Institute for High Energy Accelerators, J-Parc Center 및 Japan Institute for Integrated Science and Technology와 협력하여 Bragg Edge 이미징 실험을 수행하여 LIB 내부의 결정 구조 정보의 2 차원 획득을 허용했습니다 새롭고 분해 된 상업용 LIB 생성물을 샘플로서 제조하고 각각 충전 및 배출 상태에서 측정 하였다 또한, Bragg Edge 이미징의 실험 결과에 기초하여, 우리는 또한 높은 정확도로 음성 전극 재료의 결정 단계의 다양한 특성을 정량적으로 분석하는 기술을 개발하기 위해 노력해 왔습니다

동일한 모델의 상업적으로 이용 가능한 스마트 폰의 신규 및 악화 된 플랫 형 LIB (저장 용량은 새로운 것과 비교하여 저장 용량이 약 20%로 줄어 듭니다)대형 강도 양성자 가속기 시설 (J-PARC)의 재료 및 생명 과학 실험 시설 (MLF)에 설치된 바카라 룰 및 기타 물질 측정을 위해 특수화되었습니다 그림과 같이 1 (a), LIB는 양의 전극 재료, 분리기 및 음성 전극 재료의 층을 포함하고, 이들은 다중 층으로 상처를 입었다 이 전체 층은이 실험에서 측정되었습니다 무화과 1 (b)는 음의 전극 재료 인 흑연에 대한 정보로 파장 범위에서 Bragg 가장자리 스펙트럼을 측정하는 예를 보여준다 Bragg 가장자리 스펙트럼은 샘플 내의 결정 정보 (예 : 결정의 유형, 결정의 배향, 결정 구성 요소의 밀도 등)를 반영합니다

그림 1 (b)에 표시된 파장 범위에서, 새롭고 분해 된 생성물은 모두 방전 된 상태에서 음의 전극의 흑연 결정에 의해 야기된다가장자리 구조관찰됩니다 한편, 새로운 전하 상태에서 리튬 이온은 새로운 결정에 의해 생성 된 흑연 결정 (Li₁C₆ya li_0.5C₆)로 인한 가장자리 구조가 확인되었습니다 신제품과 달리 악화는 li₁C_60.5C₆에 의해 야기 된 가장자리 구조 더 커졌고 리튬 농도가 낮은 결정 (Li_0.04C₆결정 등으로 인한 가장자리 구조도 약간 감지되었습니다

이들 결과로부터 각 결정의 밀도를 정량적으로 측정하려면 스펙트럼은 분석 모델에 의해 근사되어야한다 이전 분석 모델에는 흑연과 Li₁C₆와 같은 결정의 방향 고려되지 않았으며 정확한 근사치를 만들 수 없었습니다 (그림 2 파란색 선) 이 결정 방향을 통합하고 실험 결과에 적용하는 새로운 모델 분석 방법을 개발함으로써 각 결정의 정확한 가장자리 높이와 밀도를 결정할 수있었습니다 (그림 2 빨간색)

또한이 기술은 Bragg Edge 이미징을 분석하는 데 사용되었습니다 그림 3 (a)는 측정에 사용되는 LIB의 개략도를 보여줍니다 이 LIB는 양의 전극, 분리기 및 음성 전극의 다중 층을 가지며, 전송 방향의 중성자 빔의 두께는 약 35 mm입니다 이 측정에서는 양의 전극이 다음과 같습니다탭12151_12224_0.04C₆결정을 포함한 각 결정의 밀도의 평면 분포는 결정될 수 있었다 무화과 3 (b)는 전하 상태의 결과의 예를 보여줍니다 여기서, 수득 된 결정 밀도는 리튬 이온의 밀도로 전환된다 Li는 새로운 lib에서 가장 리튬 함량입니다₁C₆결정은 지배적이며 균일하게 분포되어 있습니다 (오른쪽 가장자리는 바카라 룰의 와인딩 부분이므로 흑연의 양은 작습니다)

악화 된 제품, Li₁C₆결정 밀도가 낮아지고 분포가 고르지 않습니다 밀도 감소는 양의 전극 탭보다 더 멀리 떨어진 점에서 두드러진 것으로 밝혀졌다 (도 3 (a)) 또한 저하 된 제품의 경우 Li_0.5C₆결정의 밀도가 거의 완전히 점점 더 높아졌으며 밀도가 낮은 영역이 양성 탭에서 줄무늬로 더 멀리 분포 된 것으로 밝혀졌습니다 (그림 3 (b)) 이 줄무늬와 같은 분포는 길이가 약 3cm 이며이 시점에서 리튬 함량이 낮습니다_0.04C₆결정 및 Li_0.2C₆불균일 한 결정의 추세가 관찰되었습니다 이 지역의 리튬 이온의 총량은 신제품의 절반보다 작았습니다

바카라 룰 내부에서 균일하게 저하되기보다는 센티미터의 순서대로 부분적으로 저하되며 특히 악화가 심한 지역이 특히 심각하다는 것이 발견되었습니다 저하가 이러한 지점에서 더 확산 될 것으로 추정되므로, 비파괴 및 피연산자 관찰을 통해 매크로의 저하 위치를 식별하고, 결과를 기반으로 LIB의 설계 및 제조 공정을 검토하는 것이 LIB의 수명을 연장함으로써 더 높은 성능으로 이어질 것으로 예상됩니다

소량의 리튬 이온을 갖는 LIB 결정의 악화가 생성되고, 이들 결정의 고르지 않은 분포는 중성자 빔 비파괴 영상에 의해 처음으로 밝혀졌다 또한, 결정의 배향 상태를 고려한 분석 방법을 사용하여 각 결정 종의 상세한 정량 분석이 달성되었다

13499_13663Nutron 분석 시설 (바카라 룰ans)최근 운영을 시작했습니다 (AIST : 구조 재료 및 전송 장비의 부품 분석을위한)

◆ 2 차 바카라 룰

반복적으로 충전 및 배출 할 수있는 바카라 룰 그것은 또한 저장 바카라 룰라고도합니다 보조 바카라 룰에는 납산 바카라 룰, 니켈-수소 바카라 룰 및 LIB가 포함됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Nutron

양성자와 함께 핵을 구성하는 입자 양성자와 달리 전하가 없습니다 그것은 자체적으로 불안정하며 약 15 분 안에 전자와 항 전자 중성미자 (기본 입자 중 하나)를 방출하고 양성자가됩니다 그것은 높은 물질 투과성을 가지며 가속기 및 연구 원자로를 사용하여 핵에서 추출 될 수 있으며 입자 물리, 핵 물리학, 재료 과학, 생명 과학 등의 최첨단 연구에 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Bragg Edge 이미징

이것은 중성자를 사용하는 분석 방법 중 하나이며, 재료 2 차원에 대한 중성자 전달의 파장 분포 (Bragg 가장자리 스펙트럼)을 측정하여 재료 내부의 결정 정보 (결정 형태, 결정 방향 등)를 2 차원으로 시각화하는 기술입니다 이번에는 리튬 이온의 삽입 및 탈착으로 인한 결정 상 (결정 간격의 변화)의 변화를 흑연에 의해 시각화되고 Bragg 가장자리 스펙트럼에 가장자리가 나타나는 파장이 서로 대응합니다 가장자리의 높이는 또한 결정의 밀도와 상관 관계가 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 흑연

탄소 원자가있는 층 화재는 거북이의 갑상선에 2 차원으로 배열 된 물질 흑연이라고도합니다 리튬 이온 바카라 룰의 전하 상태에서, 리튬 이온은 흑연 층 사이에 삽입된다[참조로 돌아 가기]

◆ 크리스탈 오리엔테이션

원자가 재료의 정기적 인 배열로 결합되는 상태를 결정이라고합니다 결정은 특정 방향으로 편향되는 방식으로 배향된다고합니다 흑연은 2 차원 결정이며, 그 분말은 강하게 지향되는 것으로 알려져 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Operand Observation

바카라 룰와 같은 장치가 실제로 작동하는 경우 관찰 수행을 피연산자 관찰이라고합니다 처음에는 촉매 반응 분야에서 사용되었지만 최근에는 바카라 룰 및 반도체 장치를 포함한 광범위한 필드에서 사용되었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 대형 강도 양성자 가속기 시설 (J-PARC)

이바라키 현의 Tokai Village에 위치한 세계 최대의 빔 강도 그룹 및 실험 시설을위한 일반적인 용어 이 시설은 일본 원자 에너지 연구 및 개발 기관과 공동 대학 사용 조직인 일본 고 에너지 가속기 연구소 (Japan High Energy Accelerator Research Institute)에 의해 공동으로 설립되었습니다 J-Parc의 이름은 "JapanPRotonacceleratorresearchCOmplex"에서 시작되었습니다 우리는 물질 및 생명 과학, 핵 및 입자 물리학 및 중성자, 뮤온, K- 메손 및 중성미자와 같은 다른 2 차 입자에서의 최첨단 학업 연구 및 산업 사용을 수행합니다 J-PARC 내의 MLF (Material and Life Science Experiment Facility)는 세계적 수준의 펄스 중성자 및 뮤온 빔을 사용한 실험을 허용합니다 중성자 분석 Beamline (SPICA)은 저장 바카라 룰 연구를 위해 설계된 중성자 빔라인이며 MLF에 설치된 전용 스토리지 바카라 룰 빔라인이며 비행 시간 중성자 회절 장치를 사용하여 실시간으로 측정 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 에지 구조

중성자 빔으로 결정질 샘플을 조사 할 때 중성자 투과율의 톱니 감소가있는 스펙트럼 λ가 중성자 파장 인 경우, D는 회절 표면 사이의 거리이고, θ는 회절 표면에서 중성자 입사의 각도이며,이 가장자리 구조는 Bragg의 방정식 λ = 2d sin⁡θ에서 0 내지 2D의 파장 범위에서 발생할 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ 탭

LIB를 배출하고 충전하기 위해 외부 회로에 연결하는 전극 단자 이 연구에 사용 된 LIB는 시트 형 전극, 분리기 및 음성 전극이 쌓이고 바카라 룰 용기에 다중 층 형태 (권선 바디라고 함)로 둘러싸인 것으로 구성되었습니다 시트 모양의 양극 전극 및 음성 전극에는 각각 전극 단자로서 얇은 알루미늄 및 구리 조각이 장착된다 이 연구에서, 우리는 양성 전극 탭을 포함하는 상처체의 일부를 분석했습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Nutron 분석 시설 (바카라 룰ans)

바카라 룰 Tsukuba의 중심에 위치한 작은 중성자 분석 장치 및 사용 시설 구조 재료 및 결합 기술에 대한 개발 및 연구에 사용됩니다 바카라 룰ans isaNalytical Facility fori산업SCIENCE 및tEchnology 사용accelerator 기반nEutronS우리의 약어[참조로 돌아 가기]