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鯉比池分析-充放比輿循璘伏安微^能髯噫室黃除目的:近各植邃子榜器之小型、靶化及手提化之述展,徙簿澎性,璘保性及性上著眼,一次重池用完即頊的缺黔將被取代,也促述高性能二次重池之研赍。故本森程將金上封鯉子二次邃池作筒宜介探,隨同阜祁解鯉子二次邃池工作原,吏且透遍本置障置噤操作,使同阜祁封於放邃曲'貌圃、循璘伏安測^圃形有述一步的^如。黃除原:鯉邃池(LithiumBattery)的年想最早出說於1947,由法網工程弗Hajek所提出,第一代的鯉邃池拼用鯉屠作3青推,吏以LiCoO2作&正(險)推材,建然鯉屠提供重靶及高操作邃壁之隅黔,但是因3高成本及邃池反覆允放遍程中,鯉子喜在鯉屠表面反覆地述邃沉植(Electro-deposition)輿邃溶解(Electro-dissolution),形成#枝^晶物(DendriticStructure)輿允放邃反愿之「呆鯉」(DeadLi)的現象。膏'榭枝、皓品物植至一定程修,有可能喜穿隔膜,穿越遍邃解臂液,吏輿正推相接㈣,述而造成邃池4部短,放出大的反愿蕙,繆致重池失效甚至引起爆炸。由於使用鯉屠作3青推喜有邃池性能欠佳、使用安全」的疑匾及成本遍高的考,因此^多取代鯉屠的方案在1980、1990<被提出,在1980,ArmandU2提出“搖椅式邃池”(RockingChairBattery,RCB)的概,吏拼用嵌入式非屠化合物青推材 (如碳材)取代鯉屠,得以大幅提昇鯉邃池之操作安全性。由於石墨憩碳材具有屑架年,因此青推表面赍生的反愿再是宜、結的鯉屠氧化遐原反愿,而5子的嵌入(Intercalation)及嵌出(Deintercalation)的榜制。圃2.23此植鯉子邃池之允放邃原。膏'邃池述允邃、放邃帝,鯉4以子型憩述邃化阜反愿:充邃述程鯉子依循由正柩(障柩)之活化帛嵌出,等由邃解液再嵌入青柩(味柩);放邃述程鯉子再遵循由青柩嵌出,等由重解液以嵌入正柩,形成一重覆充放邃的可逆榜制,其中鯉子於柩之厝回播撒,故柄3播椅式邃池(RCB)。鯉子邃池的材系、饒在已商莫化成功的鯉子二次邃池中 ,其正柩■輿青柩皆使用屑厝化合物,而違些屑厝化合物必屈要能狗容甘鯉子的追出,而使材、皓年赍生可逆的建化 ,如此才能^鯉子在充放邃述程中往返於正青柩之厝如〔屈一〕,充邃反愿式可舄3:正推LiCoO2 >Li1-xCoO2+xLi++xe-青推6C+xLi++xe- >LixC6全反底6C+LiCoO >LiC+Li】CoO92 x6 1-x 2oocoocxD(±noboodoocoocxD(±nobood柩放雷 ftO屈一屑 LiCoO2充放邃帝Li子工作原示意屈充放竟通程:充邃帝,邃子由充邃器外部簿述青柩的碳材,而同帝衛柩材的鯉子刖牌正柩簿述邃解液追入青柩;放邃帝,邃子和鯉子刖反向而。正常使用下,鯉子邃池的充放邃循璘言命可迷500次(即500次帝,t容仍在原容 80%以上)。鯉子邃池充單帝,在摭青第帝邃型3 4.1?4.2V,邃位是低於3.6V左右喜獨生t型陡,一般手榜喜以汶t表示,事常」是t型足能再工作。好的座充是依照鯉t池特性而裁■的。第一段充t是定t充t,等到快充單帝再以定邃型〔4.1?4.2V〕充t的方式^t池迷到最佳憩。循球伏安法(CyclicVoltammetry,CV):乃是以控制t柩t位,以三角形t波之t位購入待測物中,待t位實性增加至某一裁定值修,再反向操作至原t位,t位改建期厝有氧化或遐原反愿赍生,刖喜有t獨生,而可得一t封t位之^侏。循璘伏安法的分析愿用於t池研究,主要可用在同操作倏件下(如循璘或、捧描速、同涅及捧掉t型單屈等) ,飄察t池t柩材的氧化遐原(即充放t)反愿榜年、t池的循璘效(可逆性) ,活性物臂、皓年的改建、亦可測t化阜反愿赍生帝的擒散侏輿t子例移等。三.胃隱黃器:AUTOLAB充放t埃器(PGSTAT30)(霓屈二)、LiMn2O4邊紀型t池。屈二AUTOLAB充放t黃器(PGSTAT30)

四.賈漆步辟:4-1.查池充放如性能酒^:本置障主要3拼用二段式允邃方法,先以定邃500^A/cm2允邃至4.5V,再以定邃型4.5V允邃,邃唾著定邃型允邃述程的、降維而逐步■小,膏'■小至0.01C帝,刖^定3允邃怒止。最修以定_邃( WA/cm2)放邃模式追測^重池元件之性能,允放邃截止邃型分司3(4.5及3.0V)。以前述之程將薄膜^片.延舞成的硬繁型邃池,輿允放邃埃(AUTOLAB,PGSTAT30)接。用飆繆^及t池座安裝至仁涅箱中。將邃池置於具仁涅控制系、饒的恒涅箱中,涅、適持在25°C,追、維允放邃置障,吏用邃喘^邃型輿帝厝之建化。4-2.循勇伏安酒^:本置障的循璘伏安法(CyclicVoltammetry,SSCV)測^是在1MLiPF61/EC-EMC(1:2)t解臂液系、此中,以Li+/Li作3考及封愿t柩。捧掉速:0.2mV/sec,捧掉t位單屈3.2?4.5V。0 20 40 60 80 100 120Capacity(mAh/g)屈三0VDC+大弟退火600CE/Vvs.Li/Li+(voltage)屈四等大弟退火600°C修0VDC的LiMn2O4邊紀型邃池之循璘伏安測^屈五、黃除岸果能、由危置障操作程及注意事頊。、息充放邃輿循璘伏安各垣倏件。、胡建輿羊寸早寸一次邃池輿二次邃池的同黔。名^解釋:正柩、富柩、能密、述充 (放)邃。七

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