鋰電池的陽極由多種組件和材料組成,包括碳和粘合劑。陽極中使用不同類型的碳以實現不同的目的,例如參與插層反應鋰離子,並為電荷載流子提供導電路徑。它們通常通過有機、聚合物或碳氫前趨體的熱解產生。
碳形式的不同具有不同的物理性質——例如它們的導電性、BET(Brunauer-Emmett-Teller 理論)、表面積(或納米級的孔隙率)和電容量——由它們的局部結構決定。如大範圍的平面六邊形網絡構造、嵌入的非晶區域數量和交聯的程度。這些結構取決於前軀體的組成和熱解條件。
因此,能夠快速輕鬆地分析陽極的成分和結構對電池特性至關重要。 inVia 共焦拉曼顯微鏡非常適合定位、區分和量化陽極中存在的不同形式的碳,即使是結構細微變化的碳。
以下示例是對這些典型碳形式的分析:這些材料具有大致相似的拉曼光譜,但可以通過碳 D 波段和 G 波段之間的強度比以及 G 波段的寬度來識別。
• 乙炔黑 (AB)
• 硬碳 (HC)
• 炭黑 (CB)
分析這些材料所涉及的過程是:
在相同條件下收集光譜,將曲線擬合到 D-G 波段區域,繪製D/G 強度比與G 帶寬度(全寬,半最大值)(G)。
若較高的D/G比表示較小的晶體,較寬的G帶表示sp2層較亂。可以利用這兩個參數畫出相關圖。
同時利用這些參數,可以直接在影像上顯示不同碳型態的位置
這些結果說明了您可以輕鬆使用Renishaw的 inVia 共軛拉曼顯微鏡用於發現和區分這些不同的碳材料,並比較具有不同性能的陽極樣品。