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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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    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行過(guò)程中產(chǎn)生/消耗的氣體。是研究電池的反應機理、SEI 膜形成、電解液和電極穩定性等重要研究工具之一。

    鋰-空氣電池中的電化學(xué)反應是鋰和氧氣的轉換反應,鋰-空氣電池在工作時(shí)消耗氧氣和釋放氧氣,當存在副反應時(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?;?span style="font-family: arial, helvetica, sans-serif;">Head space分析技術(shù),結合電化學(xué)循環(huán)伏安或恒流充放電技,定性定量分析溢出氣體。


    image.png 

       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.應用案例

    image.png

    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

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

    2. 電化學(xué)測試池

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

    3. 進(jìn)樣系統

    加熱毛細管進(jìn)樣,進(jìn)樣壓力和進(jìn)樣量可調節。

    4. 真空系統

    內置渦輪分子泵加無(wú)油的干泵前級泵。

    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,連續全掃描模式或選擇離子掃描模式。

    7. 檢測器

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

    四.主要技術(shù)參數如下:

    1)質(zhì)量數范圍:1-100 amu

    2)EI電子轟擊電離源,離子源能量可調節,10-140 eV

    3)最小檢測分壓1×10-14 mbar

    4)檢測限:小于1 ppm

    5)檢測器:法拉第杯和電子倍增器雙檢測

    6)雙燈絲設計,一用一備,燈絲材質(zhì):Y2O3/Ir

    7)快速掃描速度:2 ms/amu

    (8)獨立的旁路真空系統,采用微調閥調節,進(jìn)樣壓力可調節

    9)渦輪分子泵和干泵前級泵,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)真空測量:皮拉尼冷陰極復合真空規。














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