발달 된 전자 현미경 관찰 기술은 유입 및 바카라 사이트 주소 이온을 시각화하기위한 전자 현미경 관찰 기술

바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")유비쿼터스 에너지 연구 부서[Research Division Director Oguro Keisuke] Nanomaterial Science Research Group [Research Group Director Kayama Masanori] Yoshikawa Jun, Special Research Fellow, AIST 및 Akita Tomoki의 최고 연구원바카라 사이트 주소 이온 배터리나노 미터 규모로

자동차, 배터리에 사용하기위한 바카라 사이트 주소 이온 배터리의 성능을 향상시키기 위해양수에서 들어가서 종료하는 방식을 명확히해야합니다STEM-EELS 스펙트럼 이미징 방법샘플에서 구성 요소의 농도 분포를 시각화 할 수있는 전자 현미경 기술이지만 바카라 사이트 주소은 가벼운 요소이므로 지금까지 시각화하기가 어려웠습니다 이번에는 자체 스펙트럼 데이터 처리 방법을 개발하고 바카라 사이트 주소 농도 분포를 성공적으로 시각화했습니다 이 기술을 사용하여, 양성 전극 재료의 나노 구조와 바카라 사이트 주소 이온의 거동 사이의 관계가 명확 해졌다 미래에는 나노 미터 수준에서 미세 구조를 설계하고 제어하는 새로운 양성 전극 재료의 개발에 기여할 것으로 예상됩니다

이 연구는 독립 행정 기관의 NEDO (New Energy and Industrial and Industrial 기술 개발 조직)의 계약 연구에서 지원하여 수행되었습니다 이 결과는입니다전기 화학 및 고체 문자2008 년 8 월 15 일에 (American Electrochemical Society)의 전자 버전에 게시

그림 1 : 바카라 사이트 주소 이온 배터리의 양성 재료 (li2mno3-lifeo2) 바카라 사이트 주소 요소 농도는 파란색의 순서에서 증가합니다 → 녹색 → 빨간색 → 노란색 전이 금속 농도 분포는 황색에 철을 함유하는 생명체입니다2도메인 (오른쪽 이미지 B '), Li 녹색과 파란색이 망간을 포함하는 Li2mno3도메인 (오른쪽 그림 A ') 50%로 충전되면 (양의 전극 재료에서 바카라 사이트 주소을 제거하여 충전이 수행됩니다), Lifeo2바카라 사이트 주소이 도메인에서 누락되었습니다 (왼쪽 이미지 b) 그러나 Li2mno3바카라 사이트 주소은 도메인에 남아 있습니다 (왼쪽 그림 a)

바카라 사이트 주소 이온 배터리는 휴대 전화 및 노트북 PC에서 널리 사용됩니다 더 높아지면 전기 자동차 및 플러그인 하이브리드 자동차의 전원으로 사용할 수 있습니다 이 자동차는 밤에 집에서 충전 된 전기로 운행됩니다₂배기 가스를 크게 줄일 수 있으며이를 달성하는 것이 바람직합니다

바카라 사이트 주소 이온 배터리의 작동 원리는 충전이 수행 될 때 그림 2에 표시된 것과 같습니다전환 금속산화물 등으로부터 탈취하여 전해질로 확산되어 음성 전극 재료 (흑연 등)에 삽입됩니다 (전자는 음성 전극쪽으로 이동) 배출되면 바카라 사이트 주소 이온이 음의 전극 쪽에서 양의 전극쪽으로 돌아갑니다 용량은 양의 전극 재료로부터 얼마나 많은 바카라 사이트 주소 이온을 추출 할 수 있는지에 의해 결정되며, 양성 전극 재료의 탈착 및 삽입시 전압은 배터리의 전압을 결정한다

그림 2 : 바카라 사이트 주소 이온 배터리 작동 원리

새로운 바카라 사이트 주소 이온 배터리의 음극 재료로서 다중 전이 금속 화합물의 복합재로 만든 재료에 대한 기대치가 높다 양성 전극 재료의 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 복합 나노 스케일 미세 구조에서 바카라 사이트 주소 이온의 유입 및 출구를 관찰하는 것이 중요합니다 그러나, 전자 현미경을 사용하여 바카라 사이트 주소과 같은 광 원소를 관찰하는 것은 원칙적으로 어렵 기 때문에, 바카라 사이트 주소 이온의 거동을 시각화 할 수있는 전자 현미경 관찰 기술의 개발에 대한 수요가 있었다

AIST는 코발트를 사용하는 기존의 양성 전극 재료보다 저렴하고 더 저렴하고 더 저렴하고 더 저렴한 망간, 철, 티타늄 등을 사용하여 양성 전극 재료를 개발하기 위해 노력해 왔으며, 기존의 재료보다 더 큰 용량을 가진 양성 전극 재료를 개발하는 데 성공했습니다 (2006 년 11 월 6 일 발표)

다중 전이 금속 화합물로 만들어진 양성 전극 재료의 용량 증가 메커니즘을 명확히하기 위해 Li₂mno₃-lifeo₂(고용량> 200 mAh/g)를 관찰하려고 시도했습니다

이번에 시각화 된 재료는 li₂mno₃-lifeo₂(li_1.2Mn_0.4fe_0.4O₂, 철을 함유 한 바카라 사이트 주소 망간 산화물) 이 물질의 각 입자에 대해₂mno₃and lifeo₂의 두 산화물 결정 나노 미터 크기 도메인 (영역)을 형성하지만 산소는 두 도메인 모두에 대해 공통 격자를 형성하며 전자 현미경은 독특한 나노 구조임을 밝혀 냈습니다 (그림 3) 그림과 같이 3 (b), 입자 내에서 고농도의 망간 (녹색 및 청색)과 고농도의 철 (노란색)을 갖는 도메인이있다 그림 3 (c)에 표시된 바와 같이, 각각, li₂mno₃에 가까운 구성이있는 도메인 및 생명체₂에 가까운 구성이있는 도메인입니다

(a)(b)		(c)
그림 3 고용량 양성 전극 재료 li2mno3-lifeo2입자의 투과 전자 현미경 이미지 (A), STEM-EELS 스펙트럼 영상화 (B)에 의한 전이 금속 요소 농도 분포 및 화학 나노 도메인 구조 (C)의 개념

이러한 화학적 나노 도메인 구조가 높은 용량을 생성하는 메커니즘을 설명하기 위해, 전이 금속 농도 분포뿐만 아니라 바카라 사이트 주소 요소 분포를 관찰하고 충전 및 배출 공정 동안 바카라 사이트 주소 이온의 거동을 관찰해야한다 STEM-EELS 스펙트럼 이미징 방법은도 1의 전이 금속 농도에 대해 분석 된 바와 같이 요소 농도 분포를 정량화하고 시각화하는데 효과적이다 그러나 바카라 사이트 주소의 경우 스펙트럼의 피크는 낮은 에너지 수준에 있으며, 이는 배경 및 기타 요소의 피크와 혼합되어 정량적 신호 강도 분석을 어렵게하여 농도 분포를 시각화하기가 어렵습니다

이번에 샘플이 얇아지면 EELS 스펙트럼의 2 차 차등 값이 이론적으로 농도에 비례하고 2 차 차동 값을 사용하여 신호 강도 분석 방법을 개발함으로써 바카라 사이트 주소으로 인한 신호 강도를 성공적으로 정량화하고 농도 분포를 시각화했다는 사실을 발견했습니다 도 4 (도 1)에 도시 된 바와 같이, 실제 충전 및 배출 공정 동안 추출 된 샘플 입자에 대해 전이 금속 요소 농도 분포 맵 및 바카라 사이트 주소 요소 농도 분포 맵 모두가 관찰 될 수 있으며, 각 공정 동안 바카라 사이트 주소 이온 거동이 나타난다

그림 4 : 바카라 사이트 주소 이온 배터리의 양성 재료 (LI2mno3-lifeo2) 입자, 충전 및 배출의 각 프로세스 (왼쪽에서 오른쪽, (i) ~ (iv)) 및 바카라 사이트 주소 요소 농도 분포 맵 (하단)

충전 전 (i) 전 샘플에서 입자는 li₂mno₃(녹색/파란색) 및 Lifeo₂화학적 나노 도메인 구조 (위)가 있습니다 이 단계에서 바카라 사이트 주소 이온은 입자 전체에 분포되어 있음을 알 수 있습니다 (아래 참조)

(ii) 50% 충전 샘플, 바카라 사이트 주소 요소 농도 분포의 청색 영역 (아래의 짧은 그림) 및 전이 금속 농도 분포의 노란색 영역 (위의 짧은 그림)은 일치하며 충전 시작시 Lifeo₂도메인에서의 탈착 우선 순위

(iii) 100% 하전 된 샘플, 전체 입자 (Li₂mno₃and lifeo₂)의 모든 도메인에서 탈착했다 (아래 그림)

(iv)는 방전 후 샘플의 원소 농도 분포를 보여 주지만 바카라 사이트 주소 이온은 전체 입자로 돌아옵니다 (아래 참조) 그러나, 바카라 사이트 주소 이온의 분포는 고르지 않으며, 바카라 사이트 주소은 전체 입자로 충분히 반환되지 않는다

이러한 관찰은 다음과 같은 점을 보여 주었다 (1) li₂mno₃and lifeo₂단독으로 바카라 사이트 주소 이온을 삽입하거나 제거 할 수 없으며 양성 전극으로 사용될 수는 없지만 나노 도메인 구조를 채택함으로써 바카라 사이트 주소을 제거하거나 제거 할 수 있습니다 (2) 속성이 다른 생명체₂및 li₂mno₃각 장점 각각 (Lifeo₂바카라 사이트 주소 이온을 제거하는 것은 비교적 쉽습니다 한편, Li₂mno₃바카라 사이트 주소 이온이 이동하기가 더 쉬워지고, 많은 바카라 사이트 주소 이온을 통합 할 수 있으므로 더 높은 용량에 기여할 수 있으므로, 이것이 더 높은 성능을 이끌어 낸 것으로 추정됩니다 (3) li₂mno₃에서 제거 된 것이 처음으로 명확하게 관찰되었습니다 망간 이온은 원자가를 변화시키지 않으므로 산소는 투여되지 않습니다청구 보상에 대한 책임이있는 것으로 추정됩니다 (4) 따라서, 산소 철수는 용량의 감소 또는 악화에 관여한다

이번에는 자체 스펙트럼 데이터 처리 방법을 개발하고 바카라 사이트 주소 농도 분포를 성공적으로 시각화했습니다 이 기술을 사용하여, 양성 전극 재료의 나노 구조와 바카라 사이트 주소 이온의 거동 사이의 관계가 명확 해졌다

이 방법을 사용하여 얻은 화학적 나노 도메인 구조를 사용한 재료 설계에 대한 지침을 기반으로, 우리는 고성능 양성 전극 재료를 개발하기 위해 나노 구조화 및 복합 양성 전극 재료를 진행할 것이다 또한이 회사는 지속적으로 관찰 방법을 개선하고 다양한 새로운 재료에 적용 할 계획입니다

◆ 바카라 사이트 주소 이온 배터리

양성과 음극 재료 사이의 바카라 사이트 주소 이온의 움직임을 사용하는 배터리 반복적으로 충전되고 방전 될 수있는 저장 배터리 (보조 배터리)입니다 전이 금속 산화물 등은 양의 전극으로 사용되며, 흑연 기반 탄소 재료 및 합금은 음성 전극으로 사용되며, 바카라 사이트 주소 이온은 충전 동안 및 방전 동안 음의 전극으로부터 음의 전극으로의 양극 전극에서 음의 전극으로 이동된다 일본 제조업체는 세계 시장의 높은 점유율을 가지고 있지만 해외 (한국, 중국 등)도 빠르게 따라 잡고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 긍정적 인 재료

바카라 사이트 주소 이온 배터리의 양성 전극에 사용되는 재료 양의 전극 재료로부터 삽입되고 제거 된 바카라 사이트 주소 이온의 양은 배터리 용량을 결정하며, 양극 전극 재료의 바카라 사이트 주소 사이의 에너지 차이와 음성 전극 재료는 전압을 결정하므로 양의 전극 재료는 배터리 성능의 대부분을 지배합니다 licoo₂코발트에는 자원 문제가 있습니다 전이 금속을 사용하여 음극 재료를 개발하는 것이 중요하며, 이는 저렴하고 다양한 자원을 갖는 전이 금속을 사용하는 것이 중요합니다[참조로 돌아 가기]

◆ STEM-EELS 스펙트럼 이미징 방법

전자 빔 프로브가 샘플을 통해 스캔함에 따라 전자 빔 에너지의 손실 스펙트럼에 대한 데이터는 전자 빔의 각 위치에 축적됩니다 손실 스펙트럼에서, 특성 코어 전자 여기 피크는 각 요소에 대해 나타나고, 프로브 위치에서의 요소 농도는 피크 강도 비율로부터 정량화 될 수있다 모든 그리드 사이트의 관찰 데이터를 수치 적으로 처리함으로써 원소 및 재료 분포를 시각화 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 전환 금속

주기율표에서 그룹 3에서 11까지의 금속 요소 유기 화합물 및 유기 중합체의 합성을위한 촉매로서 널리 사용된다 또한 복합체를 형성하기 위해 분자에 결합한다[참조로 돌아 가기]

◆ 충전 보상

바카라 사이트 주소 이온 배터리의 양의 전극 재료에서 충전 중에 바카라 사이트 주소과 전자를 돋보이게 할 때 충전 중립성을 유지할 수 없으므로 재료의 전이 금속의 원자가를 변경함으로써 충전 중립성이 유지되지 않으며 전하 중립성이 유지됩니다[참조로 돌아 가기]