Formulários

Baterias de íons de sódio (SIBs) estão atraindo atenção como uma alternativa econômica às baterias de íons de lítio, graças ao abundante teor de sódio na crosta terrestre (2,6% vs. 0,0065% para o lítio). Apesar disso, as SIBs ainda ficam atrás em densidade energética, destacando a necessidade de materiais de eletrodo de alta capacidade. O carbono duro é um forte candidato para ânodos de SIBs devido ao seu baixo potencial de armazenamento de sódio e alta capacidade. No entanto, fatores como distribuição de microdomínios de grafite, poros fechados e concentração de defeitos impactam significativamente a eficiência coulômbica inicial (ICE) e a estabilidade. Estratégias de modificação enfrentam limites. A dopagem de heteroátomos pode aumentar a capacidade, mas reduzir a ICE. A CVD tradicional ajuda a formar poros fechados, mas sofre com a lenta decomposição do metano, ciclos longos e acúmulo de defeitos. Equipe do professor Yan Yu na Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) utilizou o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) CIQTEK para investigar a morfologia de vários materiais de carbono duro. A equipe desenvolveu um método de deposição química de vapor (CVD) assistida por catalisador para promover a decomposição de CH₄ e regular a microestrutura do carbono duro. Catalisadores de metais de transição, como Fe, Co e Ni, reduziram efetivamente a barreira energética para a decomposição de CH₄, melhorando assim a eficiência e reduzindo o tempo de deposição. No entanto, Co e Ni tenderam a causar grafitização excessiva do carbono depositado, formando estruturas alongadas semelhantes à grafite tanto na direção lateral quanto na direção da espessura, o que dificultou o armazenamento e o transporte de íons sódio. Em contraste, Fe facilitou o rearranjo adequado do carbono, resultando em uma microestrutura otimizada com menos defeitos e domínios de grafite bem desenvolvidos. Essa otimização reduziu o armazenamento irreversível de sódio, aumentou a eficiência coulômbica inicial (ICE) e aumentou a disponibilidade de sítios reversíveis de armazenamento de Na⁺. Como resultado, a amostra otimizada de carbono duro (HC-2) atingiu uma impressionante capacidade reversível de 457 mAh g⁻¹ e um alto ICE de 90,6%. Além disso, a difração de raios X (XRD) in situ e a espectroscopia Raman in situ confirmaram um mecanismo de armazenamento de sódio baseado em adsorção, intercalação e preenchimento de poros. O estudo foi publicado em Materiais Funcionais Avançados sob o título: Engenharia de deposição química de vapor assistida por catalisador de carbono duro com poros fechados abundantes para baterias de íons de sódio de alto desempenho. Conforme ilustrado na Figura 1a, o carbono duro foi sintetizado por meio de um método de deposição química de vapor (CVD) assistido por catalisador, utilizando carbono poroso comercial como precursor e metano (CH₄) como gás de alimentação. A Figura 1d mostra as energias de adsorção de CH₄ e seus intermediários desidrogenados em ca...

A equipe do professor Yan Yu na USTC utilizou o CIQTEK SenlatamentoEelétronMmicroscópio SEM3200 para estudar a morfologia pós-ciclagem. Desenvolveu carbono amorfo com defeitos controláveis como material candidato para uma camada de interface artificial, equilibrando potassiofilicidade e atividade catalítica. A equipe de pesquisa preparou uma série de materiais de carbono com diferentes graus de defeitos (designados como SC-X, onde X representa a temperatura de carbonização) regulando a temperatura de carbonização. O estudo constatou que o SC-800, com defeitos excessivos, causou decomposição substancial do eletrólito, resultando em um filme SEI irregular e ciclo de vida reduzido. O SC-2300, com o menor número de defeitos, apresentou afinidade insuficiente pelo potássio e induziu facilmente o crescimento dendrítico do potássio. O SC-1600, que possuía uma camada de carbono localmente ordenada, exibiu uma estrutura de defeitos otimizada, alcançando o melhor equilíbrio entre potassiofilia e atividade catalítica. Ele conseguiu regular a decomposição do eletrólito e formar um filme SEI denso e uniforme. Os resultados experimentais demonstraram que o SC-1600@K apresentou estabilidade de ciclo de longo prazo por até 2.000 horas sob uma densidade de corrente de 0,5 mA cm-2 e uma capacidade de 0,5 mAh cm-2. Mesmo sob densidade de corrente mais alta (1 mA cm-2) e capacidade (1 mAh cm-2), manteve excelente desempenho eletroquímico com ciclos estáveis superiores a 1.300 horas. Em testes de célula completa, quando pareado com um eletrodo positivo PTCDA, manteve 78% de retenção de capacidade após 1.500 ciclos a uma densidade de corrente de 1 A/g, demonstrando excelente estabilidade de ciclo. Esta pesquisa, intituladafoi publicado emMateriais Avançados.Figura 1:Apresentam-se os resultados da análise microestrutural de amostras de carbono (SC-800, SC-1600 e SC-2300) preparadas em diferentes temperaturas de carbonização. Por meio de técnicas como difração de raios X (XRD), espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) e espalhamento de raios X de grande angular (WAXS), foram analisadas a estrutura cristalina, o nível de defeitos e a dopagem com oxigênio e nitrogênio dessas amostras. Os resultados mostraram que, à medida que a temperatura de carbonização aumentava, os defeitos nos materiais de carbono diminuíam gradualmente e a estrutura cristalina tornava-se mais ordenada. Figura 2:A distribuição da densidade de corrente durante o crescimento do potássio metálico em diferentes eletrodos negativos compósitos foi analisada por meio de simulação de elementos finitos. Os resultados da simulação mostraram que o eletrodo compósito SC-1600@K apresentou uma distribuição de corrente uniforme durante a deposição de potássio, o que contribuiu para a supressão eficaz do crescimento dendrítico. Além disso, o módulo de Young da camada SEI foi medido por microscopia de força atômica (AFM), e os resultados mostraram que a camada SEI no eletrodo SC-1600@K ap...

A folha de cobre e lítio de alto desempenho é um dos principais materiais para baterias de íons de lítio e está intimamente relacionada ao desempenho da bateria. Com a crescente demanda por maior capacidade, maior densidade e carregamento mais rápido em dispositivos eletrônicos e veículos de novas energias, os requisitos para materiais de bateria também aumentaram. Para obter um melhor desempenho da bateria, é necessário melhorar os indicadores técnicos gerais da folha de cobre-lítio, incluindo a qualidade da superfície, propriedades físicas, estabilidade e uniformidade. Análise da microestrutura usando técnica de microscópio eletrônico de varredura-EBSD Na ciência dos materiais, a composição e a microestrutura determinam as propriedades mecânicas. Microscópio Eletrônico de Varredura(SEM) é um instrumento científico comumente utilizado para a caracterização superficial de materiais, permitindo a observação da morfologia superficial da folha de cobre e a distribuição dos grãos. Além disso, a difração de retroespalhamento de elétrons (EBSD) é uma técnica de caracterização amplamente utilizada para analisar a microestrutura de materiais metálicos. Ao configurar um detector EBSD em um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo, os pesquisadores podem estabelecer a relação entre processamento, microestrutura e propriedades mecânicas. A figura abaixo mostra a morfologia da superfície da folha de cobre eletrolítico capturada pelo CIQTEK Emissão de campo SEM5000 Superfície lisa de folha de cobre/2kV/ETD Superfície fosca de folha de cobree/2kV/ETD Quando a superfície da amostra é suficientemente plana, a imagem de contraste do canal de elétrons (ECCI) pode ser obtida usando o detector de retroespalhamento SEM. O efeito de canalização de elétrons refere-se a uma redução significativa na reflexão de elétrons a partir de pontos da rede cristalina quando o feixe de elétrons incidente satisfaz a condição de difração de Bragg, permitindo que muitos elétrons penetrem na rede e exibam um efeito de "canalização". Portanto, para materiais policristalinos planos polidos, a intensidade dos elétrons retroespalhados depende da orientação relativa entre o feixe de elétrons incidente e os planos cristalinos. Grãos com maior desorientação produzirão sinais de elétrons retroespalhados mais fortes e maior contraste, permitindo a determinação qualitativa da distribuição de orientação de grãos através de ECCI. A vantagem do ECCI reside na sua capacidade de observar uma área maior na superfície da amostra. Portanto, antes da aquisição do EBSD, a imagem ECCI pode ser usada para rápida caracterização macroscópica da microestrutura na superfície da amostra, incluindo observação do tamanho do grão, orientação cristalográfica, zonas de deformação, etc. e tamanho do passo para calibração da orientação cristalográfica nas regiões de interesse. A combinação de EBSD e ECCI utiliza plenamente as vantagens das técnicas de imagem de orientação cristalográfica na pesquisa de m...

I. Bateria de íon de lítio   A bateria de íons de lítio é uma bateria secundária, que depende principalmente de íons de lítio que se movem entre os eletrodos positivos e negativos para funcionar. Durante o processo de carga e descarga, os íons de lítio são incorporados e desencaixados entre os dois eletrodos através do diafragma, e o armazenamento e liberação de energia de íons de lítio são alcançados através da reação redox do material do eletrodo.   A bateria de íon de lítio consiste principalmente em material de eletrodo positivo, diafragma, material de eletrodo negativo, eletrólito e outros materiais. Dentre eles, o diafragma da bateria de íons de lítio desempenha um papel na prevenção do contato direto entre os eletrodos positivo e negativo e permite a passagem livre dos íons de lítio no eletrólito, proporcionando um canal microporoso para o transporte de íons de lítio.   O tamanho dos poros, o grau de porosidade, a uniformidade de distribuição e a espessura do diafragma da bateria de íons de lítio afetam diretamente a taxa de difusão e a segurança do eletrólito, o que tem um grande impacto no desempenho da bateria. Se o tamanho dos poros do diafragma for muito pequeno, a permeabilidade dos íons de lítio será limitada, afetando o desempenho de transferência dos íons de lítio na bateria e fazendo com que a resistência da bateria aumente. Se a abertura for muito grande, o crescimento de dendritos de lítio poderá perfurar o diafragma, causando acidentes como curtos-circuitos ou explosões.   Ⅱ. A aplicação da microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo na detecção de diafragma de lítio   O uso da microscopia eletrônica de varredura pode observar o tamanho dos poros e a uniformidade de distribuição do diafragma, mas também na seção transversal do diafragma multicamadas e revestido para medir a espessura do diafragma. Os materiais de diafragma comerciais convencionais são principalmente filmes microporosos preparados a partir de materiais de poliolefina, incluindo filmes de polietileno (PE), polipropileno (PP) de camada única e filmes compostos de três camadas de PP/PE/PP. Os materiais poliméricos de poliolefina são isolantes e não condutores e são muito sensíveis aos feixes de elétrons, o que pode levar a efeitos de carga quando observados sob alta tensão, e a estrutura fina dos diafragmas poliméricos pode ser danificada por feixes de elétrons. O microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo SEM5000, desenvolvido independentemente pela GSI, tem capacidade de baixa tensão e alta resolução e pode observar diretamente a estrutura fina da superfície do diafragma em baixa tensão sem danificar o diafragma.   O processo de preparação do diafragma é dividido principalmente em dois tipos de métodos seco e úmido. O método seco é o método de alongamento por fusão, incluindo o processo de alongamento unidirecional e o processo de alongamento bidirecional, o processo é simples, tem baixos custos de fabricaç...

Em janeiro de 2022, o sistema de medição de acompanhamento de quase bits CatLiD-I 675 fornecido pela CIQTEK-QOILTECH obteve uma operação bem-sucedida no campo de gás Linxingzhong localizado no local de transição entre a encosta de Yishaan e a zona de dobra flexural de Jinxi em Ordos Bacia, que as partes relacionadas bem reconheceram. A litologia da parte superior e inferior da camada alvo deste poço é principalmente argilito e argilito carbonáceo. A camada de carvão está enterrada a uma grande profundidade e há menos dados de referência disponíveis nos poços circundantes. A seção do veio de carvão está sujeita ao colapso da parede e vazamento do poço, perfuração presa no fundo do poço, perfuração enterrada e outros acidentes complicados. Além disso, o ajuste da inclinação do poço é grande devido ao avanço do pouso. A broca próxima CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 foi captada em 2.208 m e a curva de reteste correspondeu à instrumentação superior, fornecendo dados para orientação para fornecer um ponto de pouso preciso.     Ao pousar, devido ao avanço da camada de carvão, a trajetória desce até o fundo da camada de carvão, e a curva gama da broca próxima mede o padrão de curva completa da camada de carvão de cima para baixo, o que fornece uma base para avaliar posteriormente a posição da trajetória do poço dentro da camada de carvão. A mudança da curva gama da broca próxima na perfuração é óbvia com alta resolução e avalia com precisão a posição dentro e fora da camada de carvão e dentro da camada de carvão. A mudança precisa do valor da ganga na camada de carvão pode determinar efetivamente a localização da trajetória, o que melhora a taxa de encontro de perfuração e a suavidade da trajetória do poço.     A seção de serviço deste poço é de 2.208-3.208m, com metragem acumulada de 1.000m e uma taxa de perfuração de 91,7%; uma viagem para perfurar até a profundidade de conclusão, com um tempo de fundo de poço acumulado de 168 horas, 53,5 horas de perfuração pura e uma velocidade média de perfuração mecânica de 18,69m/h, o que encurta bastante o ciclo de perfuração! As equipes locais da CIQTEK-QOILTECH e equipes relacionadas trabalharam juntas para encurtar o ciclo de perfuração, aumentar a taxa de perfuração, reduzir o risco e, finalmente, receberam muitos elogios de todos! O sistema de medição de quase bits CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 é uma conclusão perfeita.