圖1：鋰離子電池原位電化學(xué)紅外附件
電化學(xué)原位紅外光譜分析是紅外分析技術(shù)的一個重要分支，能夠定性分析電催化(如CO2電還原等)反應(yīng)、各種類型電池(如鋰離子、鋰硫電池等)充放電過程中電極表面的產(chǎn)物或中間產(chǎn)物隨時間(電位)不斷變化的趨勢，是研究電化學(xué)反應(yīng)機理以及電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的重要手段之一。
構(gòu)造原理：
(1)兩電極體系，專為電池體系設(shè)計。
(2)電化學(xué)反應(yīng)池氣密性良好，可通入反應(yīng)氣體。
(3)金剛石晶體，適用性廣。
圖2：基本原理示意圖
附件組成
(1)紅外光譜儀主機適配底板，適配主流紅外光譜儀。
(2)光路系統(tǒng)。
(3)PEEK材質(zhì)氣密性電化學(xué)池。
(4)O型圈密封件。
主要特點
(1)優(yōu)化的光路系統(tǒng)，光通量大。
(2)電化學(xué)池密封性能好，可通入反應(yīng)氣體。
(3)金剛石晶體光通量大。
(4)的電極，電解液信號采集調(diào)節(jié)技術(shù)。
(5)可實現(xiàn)電化學(xué)紅外質(zhì)譜三聯(lián)用。
(6)金剛石晶體板和電化學(xué)池拆卸方便，可方便在手套箱中組裝電池。
(7)提供現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
主要技術(shù)參數(shù)
1.光譜范圍：250/525-4000 cm-1
2.晶體種類：金剛石晶體
3.電化學(xué)池：PEEK材質(zhì)，兩電極體系，氣密性池體，可方便在手套箱中裝卸電池，設(shè)有進氣口和出氣口，可實現(xiàn)各類電池充放電過程中紅外光譜的采集。
4.溫控電化學(xué)池，溫控范圍：RT-100℃，溫控精度0.1℃。
5.電極與金剛石晶體距離調(diào)節(jié)系統(tǒng),帶刻度微調(diào)功能，重現(xiàn)性好，以實現(xiàn)觀測電解液溶劑化或電極表面物種變化。
6.電化學(xué)池可實現(xiàn)電化學(xué)質(zhì)譜儀與紅外三聯(lián)用，提供多聯(lián)用技術(shù)方案。
7.反射次數(shù):單次反射。
8.反射類型:外反射。
9.光路反射系統(tǒng)適配主流品牌紅外光譜儀，提供光譜儀適配底板，光路系統(tǒng)方便安放或取出光譜儀樣品倉。
應(yīng)用案例
1.Genfu Zhao, Xueliang Sun* . Dual Active Site of the Azo and Carbonyl-Modified Covalent Organic Framework for High-Performance Li Storage ACS Energy Lett. 2020, 5, 1022?1031.
When samples are discharged to 0.01 V, the absorbed peaks at wavenumbers of 1618 and 1578 cm?1 have changed obviously, ａnd the intensities of the absorbed peaks continuously increase with the decrease in discharge potential, implying the consumption of the active sites. When the anode material is charged to 3.0 V, the characteristic CO and NN groups appear. This process can be clearly reflected by the contour ａnd response surface analysis corresponding to the discharge process (Figure 3b).
2.Zhuo Yu, Yonggang Wang* .Boosting Polysulfide Redox Kinetics by Graphene-Supported Ni Nanoparticles with Carbon Coating Adv. Energy Mater. 2020, 2000907.
The right side of Figure 3a gives the 2D contour plot obtained from in situ ATR FT-IR spectrum, the corresponding CV curve tested by the symmetric cell is given in the left side. The open circuit voltage (OCV) state is set to be background spectrum to obtain clear variation trend.
