Anode microstructures from high-energy and high-power lithium-ion cylindrical cells obtained by X-ray nano-tomography
Anode microstructures from high-energy and high-power lithium-ion cylindrical cells obtained by X-ray nano-tomography
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X射线纳米断层扫描获得的高能高功率锂离子圆柱电池阳极微结构
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2014.07.070
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发表时间：
2014
影响因子：
9.2
通讯作者：
E. Ivers-Tiffée
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Ender;J. Joos;A. Weber;E. Ivers-Tiffée
采用X射线纳米层析成像技术对高功率和高能量圆柱形锂离子电池的石墨负极进行了重建。为了深入比较大功率和高能阳极的设计方面，需要大体积和高分辨率。因此，必须分析2.37·106μ m3和1.27·106μ m3的相当大的体积以覆盖两个阳极层的整个厚度。选择273 nm和233 nm体素尺寸的高分辨率用于精确地评估体积比石墨表面积以及其他参数。采用滞后分段法进行分段，石墨相和孔隙相对称生长。使用行进立方体算法计算表面积，基于欧几里德距离变换（EDT）计算粒度，并且通过使用MATLAB中的有限体积方案求解传输方程来计算弯曲度值。这些参数的分析导致的假设，即电解质的传输是有限的高能量石墨阳极的孔结构。
Graphite negative electrodes from a high-power and a high-energy cylindrical lithium-ion cell are reconstructed using X-ray nano-tomography. Large volumes and high resolution are required for an in-depth comparison of the design aspects for high-power and high-energy anode. Hence, quite big volumes of 2.37·106μm3and 1.27·106μm3have to be analyzed to cover the entire thickness of both anode layers. High resolutions of 273 nm and 233 nm voxel size are chosen for assessing volume specific graphite surface area, among other parameters, precisely. A hysteresis segmentation method is adapted for segmentation, featuring a symmetrical growing of both graphite and pore phase. Surface areas are calculated using the marching cube algorithm, particle sizes are calculated based on the Euclidean distance transform (EDT) and tortuosity values are calculated by solving the transport equation using a finite volume scheme in MATLAB. Analysis of these parameters leads to the assumption, that the electrolyte transport is limited by the pore structure of the high-energy graphite anode.
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--
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