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原位微分電化學(xué)質(zhì)譜儀(鋰離子電池,金屬空氣電池)

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更新時(shí)間:2024-03-26 21:18:49瀏覽次數(shù):146次

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

原位微分電化學(xué)質(zhì)譜儀(鋰離子電池,金屬空氣電池)

詳細(xì)介紹

微分電化學(xué)質(zhì)譜(DEMS)作為一種電化學(xué)原位研究技術(shù),能定性和定量分析電池運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生/消耗的氣體。是研究電池的反應(yīng)機(jī)理、SEI 膜形成、電解液和電極穩(wěn)定性等重要研究工具之一。

鋰-空氣電池中的電化學(xué)反應(yīng)是鋰和氧氣的轉(zhuǎn)換反應(yīng),鋰-空氣電池在工作時(shí)消耗氧氣和釋放氧氣,當(dāng)存在副反應(yīng)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生 H和 CO2等,微分電化學(xué)質(zhì)譜儀是研究Li-O2 電池可逆性 重要的工具之一。鋰-離子電池在SEI膜形成,電解液分解過(guò)程中產(chǎn)生各種氣體,如 H2,CO,CO2乙烯等。基于Head space分析技術(shù),結(jié)合電化學(xué)循環(huán)伏安或恒流充放電技定性定量分析溢出氣體。


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   圖1  電池模具示意圖

                          image.png                       

   圖2  微分電化學(xué)質(zhì)譜儀實(shí)物圖


二.應(yīng)用案例

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圖3:DEMS profiles of cells with (a) DME, (b) DOL, (c) TEGDME and (d)

HMD based electrolytes during charge process.Angew. Chem. Int. Ed.2019,58,2345-2349.

image.png

4In-situdifferential electrochemical mass spectrometry (DEMS) analysis of gaseous products by a Sn//Li half-cell, and LixSn//Li half-cell by in-situ DEMS. 

Energy Environ. Sci., 2019, DOI: 10.1039/C9EE01404G

image.png

圖5:Differentialelectrochemical mass spectrometry result of the NVPF//Sn full cell. DEMS result of the NVPF//Na?Snalloy full cell.

ACS Appl. Mater. Interfaces2019112623207-23212

三.儀器組成

1. 載氣系統(tǒng)

高精度質(zhì)量流量計(jì),氣體純化系統(tǒng),低溫冷井,不銹鋼三通閥門(mén)管路等。

2. 電化學(xué)測(cè)試池

Swagelok電化學(xué)測(cè)試池,可用于鋰電池和鋰空氣電池測(cè)試。

3. 進(jìn)樣系統(tǒng)

加熱毛細(xì)管進(jìn)樣,進(jìn)樣壓力和進(jìn)樣量可調(diào)節(jié)。

4. 真空系統(tǒng)

內(nèi)置渦輪分子泵加無(wú)油的干泵前級(jí)泵。

5. 離子源

子轟擊離子源,通過(guò)電子碰撞/轟擊,使樣品分子在高真空的條件下離子化。樣品中的分子被離子源中電子撞擊后電離成質(zhì)量數(shù)小的離子和中性粒子,進(jìn)入到質(zhì)量分析器中。

6. 質(zhì)量分析器

四極桿原理質(zhì)量分析器,連續(xù)全掃描模式或選擇離子掃描模式。

7. 檢測(cè)器

法拉第杯檢測(cè)器和電子倍增器(用于較弱信號(hào)的檢測(cè),速度快,靈敏度非常高,終生免更換)

四.主要技術(shù)參數(shù)如下:

1)質(zhì)量數(shù)范圍:1-100 amu

2)EI電子轟擊電離源,離子源能量可調(diào)節(jié),10-140 eV

3)最小檢測(cè)分壓1×10-14 mbar

4)檢測(cè)限:小于1 ppm

5)檢測(cè)器:法拉第杯和電子倍增器雙檢測(cè)

6)雙燈絲設(shè)計(jì),一用一備,燈絲材質(zhì):Y2O3/Ir

7)快速掃描速度:2 ms/amu

(8)獨(dú)立的旁路真空系統(tǒng),采用微調(diào)閥調(diào)節(jié),進(jìn)樣壓力可調(diào)節(jié)

9)渦輪分子泵和干泵前級(jí)泵,質(zhì)譜室工作真空度:小于 1 × 10-5 mbar

10)氣體采樣管外部加熱套溫控范圍:RT-200 ℃

11)真空測(cè)量:皮拉尼冷陰極復(fù)合真空規(guī)。















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