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Les batteries sodium-ion (SIB) attirent l'attention en tant qu'alternative économique aux batteries lithium-ion, grâce à l'abondance de sodium dans la croûte terrestre (2,6 % contre 0,0065 % pour le lithium). Malgré cela, les SIB présentent encore un retard en termes de densité énergétique, ce qui souligne le besoin de matériaux d'électrodes à haute capacité. Le carbone dur est un candidat idéal pour les anodes SIB en raison de son faible potentiel de stockage du sodium et de sa grande capacité. Cependant, des facteurs tels que la distribution des microdomaines du graphite, les pores fermés et la concentration de défauts ont un impact significatif sur l'efficacité coulombienne initiale (ICE) et la stabilité. Les stratégies de modification ont leurs limites. Le dopage par hétéroatomes peut augmenter la capacité mais réduire l'ICE. Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) traditionnel permet la formation de pores fermés, mais souffre d'une décomposition lente du méthane, de cycles longs et d'une accumulation de défauts. L'équipe du professeur Yan Yu à l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) utilisé le Microscope électronique à balayage (MEB) CIQTEK Étudier la morphologie de divers matériaux carbonés durs. L'équipe a développé une méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) assistée par catalyseur pour favoriser la décomposition du CH₄ et réguler la microstructure du carbone dur. Les catalyseurs à base de métaux de transition tels que Fe, Co et Ni ont efficacement abaissé la barrière énergétique pour la décomposition du CH₄, améliorant ainsi l'efficacité et réduisant le temps de dépôt. Cependant, Co et Ni ont eu tendance à provoquer une graphitisation excessive du carbone déposé, formant des structures allongées de type graphite dans les directions latérale et d'épaisseur, ce qui a entravé le stockage et le transport des ions sodium. En revanche, Fe a facilité un réarrangement approprié du carbone, résultant en une microstructure optimisée avec moins de défauts et des domaines de graphite bien développés. Cette optimisation a réduit le stockage irréversible du sodium, amélioré l'efficacité coulombienne initiale (ICE) et augmenté la disponibilité des sites de stockage réversibles de Na⁺. L'échantillon de carbone dur optimisé (HC-2) a ainsi atteint une capacité réversible impressionnante de 457 mAh g⁻¹ et un ICE élevé de 90,6 %. De plus, la diffraction des rayons X (DRX) et la spectroscopie Raman in situ ont confirmé un mécanisme de stockage du sodium basé sur l'adsorption, l'intercalation et le remplissage des pores. L'étude a été publiée dans Matériaux fonctionnels avancés sous le titre : Ingénierie du dépôt chimique en phase vapeur assisté par catalyseur de carbone dur avec des pores fermés abondants pour les batteries sodium-ion hautes performances. Comme l'illustre la figure 1a, le carbone dur a été synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) assisté par catalyseur, utilisant du carbone poreux commercial comme précurs...

L'équipe du professeur Yan Yu à l'USTC a utilisé le CIQTEK Smise en conserveElectronMmicroscope SEM3200 pour étudier la morphologie post-cyclage. Elle a développé du carbone amorphe à défauts contrôlables comme matériau candidat pour une couche d'interface artificielle équilibrant potassiophilie et activité catalytique. L'équipe de recherche a préparé une série de matériaux carbonés présentant différents degrés de défauts (appelés SC-X, où X représente la température de carbonisation) en régulant la température de carbonisation. L'étude a révélé que le SC-800 présentant un excès de défauts provoquait une décomposition importante de l'électrolyte, entraînant un film SEI irrégulier et une durée de vie réduite. Le SC-2300, présentant le moins de défauts, présentait une affinité insuffisante pour le potassium et induisait facilement une croissance dendritique du potassium. Le SC-1600, doté d'une couche de carbone localement ordonnée, présentait une structure de défauts optimisée, offrant le meilleur équilibre entre potassiophilie et activité catalytique. Il pouvait réguler la décomposition de l'électrolyte et former un film SEI dense et uniforme. Les résultats expérimentaux ont démontré que le SC-1600@K présentait une stabilité de cycle à long terme jusqu'à 2000 heures sous une densité de courant de 0,5 mA cm-2 et une capacité de 0,5 mAh cm-2. Même sous une densité de courant plus élevée (1 mA cm-2) et capacité (1 mAh cm-2), il a conservé d'excellentes performances électrochimiques avec des cycles stables dépassant 1 300 heures. Lors de tests en cellule complète, associé à une électrode positive PTCDA, il a conservé une capacité de rétention de 78 % après 1 500 cycles à une densité de courant de 1 A/g, démontrant une stabilité de cycle exceptionnelle. Cette recherche, intitulée« Équilibrage de la potassiophilie et de l'activité catalytique de la couche d'interface artificielle pour les batteries sodium/potassium métal sans dendrites »,a été publié dansMatériaux avancés.Figure 1 :Les résultats de l'analyse microstructurale d'échantillons de carbone (SC-800, SC-1600 et SC-2300) préparés à différentes températures de carbonisation sont présentés. Grâce à des techniques telles que la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie Raman, la spectroscopie de photoélectrons X (XPS) et la diffusion des rayons X aux grands angles (WAXS), la structure cristalline, le niveau de défauts et le dopage en oxygène et en azote de ces échantillons ont été analysés. Les résultats ont montré qu'à mesure que la température de carbonisation augmentait, les défauts des matériaux carbonés diminuaient progressivement et la structure cristalline devenait plus ordonnée. Figure 2 :La distribution de la densité de courant pendant la croissance du potassium métallique sur différentes électrodes négatives composites a été analysée par simulation par éléments finis. Les résultats de la simulation ont montré que l'électrode composite SC-1600@K présentait une distribution de couran...

La feuille de cuivre et de lithium haute performance est l'un des matériaux clés pour les batteries lithium-ion et est étroitement liée aux performances de la batterie. Avec la demande croissante d’une capacité plus élevée, d’une densité plus élevée et d’une charge plus rapide dans les appareils électroniques et les véhicules à énergie nouvelle, les exigences en matière de matériaux pour batteries ont également été augmentées. Afin d'obtenir de meilleures performances de la batterie, il est nécessaire d'améliorer les indicateurs techniques globaux de la feuille de cuivre et de lithium, notamment sa qualité de surface, ses propriétés physiques, sa stabilité et son uniformité. Analyse de la microstructure par technique de microscope électronique à balayage-EBSD En science des matériaux, la composition et la microstructure déterminent les propriétés mécaniques. Microscope électronique à balayage(SEM) est un instrument scientifique couramment utilisé pour la caractérisation de surface des matériaux, permettant l'observation de la morphologie de surface d'une feuille de cuivre et de la répartition des grains. De plus, la diffraction électronique rétrodiffusée (EBSD) est une technique de caractérisation largement utilisée pour analyser la microstructure des matériaux métalliques. En configurant un détecteur EBSD sur un microscope électronique à balayage à émission de champ, les chercheurs peuvent établir la relation entre le traitement, la microstructure et les propriétés mécaniques. La figure ci-dessous montre la morphologie de surface d'une feuille de cuivre électrolytique capturée par le CIQTEK SEM5000 à émission de champ Surface lisse en feuille de cuivre/2kV/ETD Surface mate en feuille de cuivree/2kV/ETD Lorsque la surface de l'échantillon est suffisamment plate, une imagerie de contraste par canal électronique (ECCI) peut être obtenue à l'aide du détecteur de rétrodiffusion SEM. L'effet de canalisation des électrons fait référence à une réduction significative de la réflexion des électrons à partir des points du réseau cristallin lorsque le faisceau d'électrons incident satisfait à la condition de diffraction de Bragg, permettant à de nombreux électrons de pénétrer dans le réseau et de présenter un effet de « canalisation ». Par conséquent, pour les matériaux polycristallins plats polis, l’intensité des électrons rétrodiffusés dépend de l’orientation relative entre le faisceau d’électrons incident et les plans cristallins. Les grains avec une désorientation plus importante produiront des signaux électroniques rétrodiffusés plus forts et un contraste plus élevé, permettant la détermination qualitative de la distribution de l'orientation des grains via ECCI. L’avantage de l’ECCI réside dans sa capacité à observer une plus grande zone à la surface de l’échantillon. Par conséquent, avant l'acquisition EBSD, l'imagerie ECCI peut être utilisée pour une caractérisation macroscopique rapide de la microstructure sur la surface de l'échantillon, y compris ...

I. Batterie lithium-ion   La batterie lithium-ion est une batterie secondaire, qui repose principalement sur les ions lithium se déplaçant entre les électrodes positives et négatives pour fonctionner. Pendant le processus de charge et de décharge, les ions lithium sont intégrés et désincorporés entre les deux électrodes à travers le diaphragme, et le stockage et la libération de l'énergie lithium-ion sont obtenus grâce à la réaction redox du matériau de l'électrode.   La batterie lithium-ion se compose principalement d'un matériau d'électrode positive, d'un diaphragme, d'un matériau d'électrode négative, d'un électrolyte et d'autres matériaux. Parmi eux, le diaphragme de la batterie lithium-ion joue un rôle en empêchant le contact direct entre les électrodes positives et négatives et permet le libre passage des ions lithium dans l'électrolyte, fournissant ainsi un canal microporeux pour le transport des ions lithium.   La taille des pores, le degré de porosité, l'uniformité de distribution et l'épaisseur du diaphragme de la batterie lithium-ion affectent directement le taux de diffusion et la sécurité de l'électrolyte, ce qui a un impact important sur les performances de la batterie. Si la taille des pores du diaphragme est trop petite, la perméabilité des ions lithium est limitée, affectant les performances de transfert des ions lithium dans la batterie et augmentant la résistance de la batterie. Si l'ouverture est trop grande, la croissance des dendrites de lithium peut percer le diaphragme, provoquant des accidents tels que des courts-circuits ou des explosions.   Ⅱ. L'application de la microscopie électronique à balayage à émission de champ dans la détection du diaphragme au lithium   L'utilisation de la microscopie électronique à balayage permet d'observer la taille des pores et l'uniformité de la distribution du diaphragme, mais également la section transversale du diaphragme multicouche et revêtu pour mesurer l'épaisseur du diaphragme. Les matériaux de diaphragme commerciaux conventionnels sont principalement des films microporeux préparés à partir de matériaux polyoléfiniques, notamment des films monocouches en polyéthylène (PE), en polypropylène (PP) et des films composites à trois couches PP/PE/PP. Les matériaux polymères polyoléfiniques sont isolants et non conducteurs et sont très sensibles aux faisceaux d'électrons, ce qui peut entraîner des effets de charge lorsqu'ils sont observés sous haute tension, et la structure fine des diaphragmes polymères peut être endommagée par les faisceaux d'électrons. Le microscope électronique à balayage à émission de champ SEM5000, développé indépendamment par GSI, a la capacité de basse tension et de haute résolution, et peut observer directement la structure fine de la surface du diaphragme à basse tension sans endommager le diaphragme.   Le processus de préparation du diaphragme est principalement divisé en deux types de méthodes sèches et humides. La méthode sèche es...

En janvier 2022, le système de mesure de suivi CatLiD-I 675 fourni par CIQTEK-QOILTECH a réalisé un puits d'exploitation réussi dans le champ gazier de Linxingzhong situé à l'emplacement de transition entre la pente de Yishaan et la zone de pliage de flexion de Jinxi dans l'Ordos. Bassin, ce que les parties liées ont bien reconnu. La lithologie du haut et du bas de la couche de la couche cible de ce puits est principalement composée de mudstone et de mudstone carboné. La couche de charbon est enfouie à grande profondeur et il y a moins de données de référence disponibles dans les puits environnants. La section de la veine de charbon est sujette à l'effondrement des murs et aux fuites de puits, aux forages coincés en fond de trou, aux forages enterrés et à d'autres accidents compliqués. De plus, l'ajustement de la pente du puits est important en raison de l'avance à l'atterrissage. Le trépan proche CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 a été détecté à 2 208 m et la courbe de nouveau test correspondait à l'instrumentation supérieure, fournissant des données de guidage pour donner un point d'atterrissage précis.     Lors de l'atterrissage, en raison de l'avancement de la veine de charbon, la trajectoire descend jusqu'au fond de la veine de charbon, et la courbe gamma du trépan le plus proche mesure le motif de courbe complet de la veine de charbon du haut vers le bas, ce qui fournit une base pour juger ultérieurement de la position de la trajectoire du forage à l’intérieur de la couche de charbon. Le changement de courbe gamma du trépan proche lors du forage est évident avec une haute résolution et évalue avec précision la position à l'intérieur et à l'extérieur de la couche de charbon et à l'intérieur de la couche de charbon. Le changement précis de la valeur de la gangue dans la veine de charbon peut déterminer efficacement l'emplacement de la trajectoire, ce qui améliore le taux de rencontre du forage et la douceur de la trajectoire du trou de forage.     La section de service de ce puits est de 2 208 à 3 208 m, avec une longueur cumulée de 1 000 m et un taux de rencontre de forage de 91,7 % ; un voyage pour forer jusqu'à la profondeur de finition, avec un temps de fond cumulé de 168 heures, 53,5 heures de forage pur et une vitesse moyenne de forage mécanique de 18,69 m/h, ce qui raccourcit considérablement le cycle de forage ! Les équipes sur place de CIQTEK-QOILTECH et les équipes associées ont travaillé ensemble pour raccourcir le cycle de forage, augmenter le taux de rencontre de forage, réduire le risque et ont finalement reçu les éloges de tous ! Le système de mesure de proximité CIQTEK-QOILTECH CatLiD-I 675 est un complément parfait.