Litium batteriproduksjon og -utvikling

For å hjelpe deg med å oppnå den høyeste kvaliteten på litium-ion-batterier, leverer Anton Paar løsninger for å karakterisere aktive materialer i batterimaterialforskning, sjekke råvarene, verifisere kvaliteten på elektrolytter og løsemidler før bruk, og mye mer.
Instrumentene våre vil hjelpe deg å forstå hvordan partikkelstørrelsen, porøsiteten, tettheten, viskositeten, viskoelastisiteten og adhesjonen til materialene dine påvirker oppførselen og ytelsen til cellene dine, slik at du kan justere disse parameterne for å skape det beste sluttproduktet.

batteri produksjon og utvikling

Forskning på batterimaterialer

Anton Paar er din sterke partner for forskning på batterimaterialer. Bruk instrumentene våre til å bestemme væske- og bulktetthet, overflateareal, partikkelstørrelse, lokal elektrisk ledningsevne, topografi og overflateruhet for å optimalisere ytelsesparametere. Du kan til og med bruke instrumentene våre til å følge elektrokjemiske prosesser in-situ for å maksimere kapasitet og ytelse.
Ved å måle porestørrelsen og partikkelstørrelsesfordelingen kan du optimalisere egenskapene til arbeidselektroden. Anton Paars instrument for å måle den sanne tettheten gir innsikt i riktig masse-/volumtetthet i en batteripakke, slik at du kan optimalisere cellen din for applikasjoner der enten masse eller volum er kritisk. For forskning på å forhindre separatorfeil, betyr det å kjenne til gjennomporestørrelsen at du kan identifisere og avvise uegnede materialer fra starten. Å forstå hvordan elektrodene fungerer på nanometernivå hjelper deg med å optimalisere elektrodematerialene og elektrodedesignet for å forlenge både levetiden og kapasiteten til batteriene.
Hvis den termiske sikkerhetsatferden til produktet ditt er en viktig del av forskningen din, mål flammepunktet for å få verdifull informasjon. For elektrolytter med høy ytelse kan kunnskap om viskositet forbedre elektrolyttens ioniske ledningsevne. I jakten på nye materialer brukt i anoder, katoder og separatorer, åpner mikrobølgesyntese for enestående reaksjonsforhold som fører til nye strukturer.

Innkommende kvalitetskontroll

Den innkommende kvalitetskontrollen sikrer at kun råvarer av høyeste kvalitet aksepteres og brukes i produksjonen. Som et viktig første skritt hjelper Anton Paars enhet for representativ prøvetaking deg betydelig med å redusere variasjonen i pulveranalyseresultatene dine ved å sikre at resultatene du baserer beslutningene dine på kom fra representative prøver.
Å måle partikkelstørrelsen til elektroderåmaterialet hjelper deg med å minimere risikoen for å måtte avvise hele produksjonspartier. Trykktetthetsmålinger på pulver identifiserer pulverpartier som oppfører seg annerledes, slik at du kan ta skritt for å sikre konsekvent pulverhåndtering. Måling av gjennomporestørrelsen lar deg velge bare de riktige materialene for å minimere risikoen for separatorfeil.
Med en tetthetsmåling kan du identifisere løsemidler og flytende reagenser og verifisere kvaliteten. For halvfaste stoffer og faste stoffer som polymerbaserte elektrolytter, kan brytningsindeksen eller konsentrasjonen måles med et refraktometer. Når materialer er dyre eller leveres i en container, kan de identifiseres gjennom emballasje med et Raman-spektrometer uten å åpne beholderen.
Elementanalyse av Li-ion batteriforbindelser utføres med ICP-OES for sammensetningsanalyse og ICP-MS for forurensningsanalyse. For begge teknikkene kreves en tilstrekkelig fordøyd prøve, som bare kan oppnås med mikrobølgeassistert syrefordøyelse.

Tilberedning av slurry

Riktig blanding av slurry er forutsetningen for vellykket produksjon av litiumionceller. Anton Paars teknologi kan hjelpe deg her på mange måter: Under blanding av slurryen vil unødvendig omrøring degradere interne strukturer med tiden.
For å oppnå maksimal homogenitet uten å bryte opp partikler kan du måle slurryens tetthet, partikkelstørrelse og zetapotensial med Anton Paar-enheter og foreta passende justeringer. Mål og juster viskositeten til slurryen for å gjøre den lett pumpbar og lagre godt uten sedimentering.

Belegg og tørking

For å sikre at elektrodeslurryen danner en jevn film med homogen beleggtykkelse for å sikre riktig oppladbarhet over batteriets levetid, bruk et Anton Paar-reometer for dybdeanalyse.
Undersøkelser med reometre og viskosimeter hjelper deg med å skreddersy påføringsprosessen ved å justere strømningshastigheten og dysegeometrien for å oppnå en optimert strukturell gjenvinning av slurryen etter påføring. Dette muliggjør ideell utjevning og forhindrer henging, noe som resulterer i jevn lagtykkelse, noe som er avgjørende for å lage mindre batterier.
Ved å måle vedheften til laget med skrapetestinstrumenter kan du ta skritt for å sikre at elektroden ikke delaminerer.

Kalandrering / skjæreelektroder / cellemontering

Prosessen med kalandrering har en betydelig innvirkning på porestrukturen og derfor den elektrokjemiske ytelsen til litiumionbattericeller. For å optimalisere materialene du bruker samt prosessparametrene dine er det viktig å kvantifisere porøsiteten og de nanomekaniske egenskapene i den limte opp elektrodefolien/pressede elektroden.
Du kan gjøre dette ved å måle porevolumet og porestørrelsesfordelingen ved å bruke Anton Paars kvikksølvinntrengningsporosimeter eller ved å vurdere de mekaniske egenskapene i nanoskala ved å bruke Anton Paars Tosca AFM.

Elektrolyttfylling og -dannelse

Før du fyller elektrolyttene, bør kvaliteten kontrolleres for å unngå å levere et batteri som vil gi dårlig ytelse. Måling av tettheten er en pålitelig måte å kontrollere at sammensetningen av elektrolytten samsvarer med krav og spesifikasjoner.
Under fyllingsprosessen kan et reometer hjelpe deg å vite hvordan du justerer dysegeometrien og pumpens kraft.

Partikkelkarakterisering:

particle characterization hos anton paar

Gå inn på denne linken over og lek med knappene: Pore size, surface area etc:

Hvilken batteriproblemstilling har du?

Problemstilling Løsning Din fordel Instrument
Du må forbedre lade-/utladingsadferden, kapasiteten eller strømtettheten. Mål partikkelstørrelsen med laserdiffraksjon og DLS, eller undersøk nanonstrukturen til elektroden din ved hjelp av røntgenspredning med liten vinkel. Ved å tilpasse partikkelstørrelsesfordelingen til elektrodematerialet kan ytelsesparametere optimaliseres. Å forstå hvordan elektroden din samhandler med elektrolytten vil hjelpe deg med å forbedre kapasiteten og levetiden til batteriet. Litesizer 100
Litesizer 500
PSA
SAXSpoint 5.0
Du må forsikre deg om at de leverte materialene er de som er bestilt, er rene og rene, har riktig konsentrasjon, og at de oppnådde måleresultatene samsvarer med informasjonen om det leverte råmaterialet. Mål tettheten som en rask og praktisk kvalitetssjekk på alle flytende råvarer. Rask, nøyaktig, automatisert og sikker analyse av alle flytende råvarer unngår feil i FoU og sikrer ideell batteriytelse. DMA 1001
DMA 4101
Xsample series
Du må forstå egenskapene til materialene som brukes i elektrodeslurryen for å sikre at slurryblandingen har riktig sammensetning og konsistens. Sjekk tettheten, viskositeten, viskoelastisiteten og den tiksotropiske oppførselen til slurrymaterialer for å sikre konsistens og kvalitet. Disse tetthets- og viskositetskontrollene gir sporbarhet og resulterer i betydelige material-, kostnads- og tidsbesparelser. DMA 1001
DMA 4101
MCR rheometer series
Du ønsker å redusere mengden slurryprøve som trengs for analyse for å få raske resultater og redusere tids- og materialkostnader. Mål tettheten med en tetthetsmåler for benketopp. Raske tetthetskontroller krever bare en liten mengde slurry som sparer penger uten å gå på akkord med forskningsresultatene. DMA 1001
DMA 4101
Du ønsker å minimere risikoen for elektrodefeil på grunn av dårlig vedheft av belegget. Bestem zeta-potensialet da dette korrelerer med vedheften til belegget. Å kjenne zeta-potensialet lar deg optimere overflatekarakteristikker for å oppnå optimal vedheft, noe som er mindre sannsynlig å føre til elektrodefeil. SurPASS 3
Du ønsker å produsere celler med bedre oppbevaring av ladekapasitet. Mål mikro- og mesoporestørrelsesfordelingen ved gassadsorpsjon. Basert på disse resultatene kan du optimalisere nanostrukturen til materialene for å forbedre diffusjonen og redusere volumendringer i arbeidselektroden. NOVAtouch
autosorb iQ
Du ønsker å produsere litium-ion-celler som har forutsigbar og reproduserbar lade-/utladningsytelse. Mål overflatearealet ved gassadsorpsjon. Med kunnskap om overflatearealet kan det justeres for å oppnå passende strømkarakteristikker for elektrodefaststoffene. NOVAtouch
Autoflow BET+
Du vil ha konsistent og forbedret partikkel-partikkel-kontakt for å oppnå lavere interpartikkelmotstand og lage tynnere elektroder. Mål tapptettheten. Resultatene kan brukes til å optimalisere partikkelpakkingstettheten. Autotap
Du ønsker å minimere risikoen for separatorfeil på grunn av bruk av uegnede materialer. Measure the through-pore size by capillary porometry. Mål gjennomporestørrelsen ved kapillærporometri. Porometer 3G
Du ønsker å minimere risikoen for separatorfeil på grunn av ufullstendig fukting Bestem zeta-potensialet da dette korrelerer med fukting. Du kan bruke denne informasjonen for å unngå parasittmotstand ved separator/elektrodegrensesnittet på grunn av ufullstendig fukting. SurPASS 3
Du må optimalisere energitettheten til elektroden. Mål den lokale elektriske ledningsevnen på nanometerskalaen ved atomkraftmikroskopi. Optimaliser ytelsen til elektroden når det gjelder kapasitet og energitetthet ved å justere forholdet mellom forskjellige funksjonelle komponenter basert på nanoelektriske parametere. Tosca series
Du må utvikle elektrolytter med høy ytelse som muliggjør rask lading og utlading over et bredt temperaturområde. Mål viskositeten til elektrolytten din med et viskosimeter med rullende ball Kunnskap om viskositeten muliggjør finjustering av elektrolyttens ioniske ledningsevne. Lovis 2000 M/ME
Du er interessert i den termiske sikkerheten til litium-ion-batteriene dine. Utfør flammepunktmålinger på elektrolyttene dine som er i bruk. Ved å bestemme flammepunktet til elektrolyttene dine kan du optimalisere den termiske sikkerhetsatferden og ytelsen til batteriene dine. PMA 500
ABA 4
TAG 4
Du må finne og utvikle nye batterimaterialer Utfør syntesereaksjonene dine trygt i en mikrobølgereaktor ved opptil 300 °C og 80 bar Svært effektiv og sikker produksjon av nye batterimaterialer som fører til avansert batteriytelse. Ved å kombinere syntese med Raman-spektroskopi kan du til og med optimere reaksjonstiden for å øke effektiviteten. Multiwave 5000
Monowave 400
Monowave 400R (combined with Cora 5001)
Du vil sikre at råpulveret ditt har riktig partikkelstørrelse for videre bearbeiding. Analyser partikkelstørrelsen og partikkelstørrelsesfordelingen. Å få kunnskap om disse nøkkelparametrene hjelper når du skal bestemme om materialet skal behandles videre eller avvises. PSA
Du ønsker å redusere variasjonen i pulveranalyseresultatene. Bruk representativ prøvetaking ved roterende riffling. Når prøvene er representative sparer du tid fordi færre gjentatte analyser er nødvendig for å få mer representative og mer presise resultater. Micro Rotary Riffler
Du vil sikre konsekvent pulverhåndtering. Mål tapptettheten. Denne målingen lar deg identifisere pulverpartier som oppfører seg annerledes. Autotap
Du vil at li-ion-cellene dine skal ha en forutsigbar og reproduserbar lade-/utladningsytelse. Mål overflatearealet ved gassadsorpsjon. Strømegenskapene til elektrodefaststoffene kan justeres for å forbedre ladnings-/utladningsytelsen. NOVAtouch
Autoflow BET+
Du ønsker å optimalisere pakkestørrelsen og frigjøre elektrolyttplass ved å ha best mulig masse-/volumtetthet. Mål den sanne tettheten ved gasspyknometri. Forbedret masse-/volumtetthet muliggjør reduksjon av pakkestørrelsen. Ultrapyc series
Du ønsker å definere en konsistent slurry-formulering og ha forutsigbar slurry-oppførsel. Mål overflatearealet ved gassadsorpsjon. Materialkostnadene reduseres og jevn kvalitet sikres. NOVAtouch
Som kvalitetssjef i produksjon av litiumionbatterier må du garantere rask kvalitetskontroll av elektrolyttene. Mål brytningsindeksen eller konsentrasjonen av elektrolytter, uavhengig av om det er en væske eller en polymer. Produksjonen av batterier med ideell effektivitetsrate er garantert. Abbemat series
Du må sørge for at de leverte materialene er de som er bestilt, er rene og rene, uten å kaste bort dyrt materiale på analyse eller åpning av beholderen. Mål et Raman-spektrum og sammenlign med et definert bibliotekspektrum for å verifisere det innkommende råmaterialet ditt, selv på faste stoffer som membranmaterialer og grafen. Rask, nøyaktig og ikke-invasiv analyse, selv gjennom emballasje. Cora 5001
Du ønsker å optimalisere prøveforberedelsen for den påfølgende elementanalysen. Oppslutt prøven din med et mikrobølgesystem. Perfekt forberedt og reproduserbar prøve for den påfølgende elementanalysen. Multiwave 5000
Multiwave 7000
Du vil finne ut om elektroderåmaterialet danner aggregater. Mål partikkelstørrelsen. Ved å bruke denne kunnskapen kan elektrodeytelsen optimaliseres ved å modifisere eller bytte råmaterialer. Litesizer 100
Litesizer 500
PSA
Du ønsker å forstå aggregeringstendensen til anode- og katodeslurrydispersjonen. Mål zetapotensialet med ELS. Bruk resultatene til å formulere en stabil slurrydispersjon og optimalisere elektrodeytelsen. Litesizer 100
Litesizer 500
Du ønsker å unngå unødvendig omrøring av slurryen ved å bestemme tiden som kreves for å oppnå homogenitet. Mål tettheten, viskositeten, viskoelastisiteten og tiksotrop oppførsel. Disse målingene indikerer riktig mengde blanding som trengs for å optimalisere parametere som hastighet, tid og temperatur og spare materialkostnader. DMA 1001
DMA 4101
MCR rheometer series
Du ønsker å pumpe slurryen ut av tanken på en jevn og enkel måte. Bestem de skjærhastighetsavhengige viskositetene og flytegrensen. Å kjenne den nødvendige pumpekraften gjør det mulig å velge en passende pumpe eller å justere formuleringen for bedre pumpbarhet. ViscoQC
MCR rheometer series
Du vil finne den perfekte slurrykonsistensen som enkelt kan lagres og brukes selv etter en stund uten tap av kvalitet. Test sedimentasjonsstabiliteten til slurryen ved å utføre viskoelastisitetstester og zetapotensialmålinger. Med denne kunnskapen kan det tas skritt for å forhindre at partikler sedimenterer ut over tid, og homogeniteten kan opprettholdes.http://Litesizer 100 ViscoQC
MCR rheometer series
Litesizer 100
Litesizer 500
Belegget på elektrodene delamineres for tidlig. Mål vedheften til forskjellige belegg ved hjelp av ripetestere. Resultatene tillater krysssjekking for å se om endring av beleggsparametere forbedrer eller svekker delaminering. MCT³ micro combi tester
NST³ nano scratch tester
Du ønsker å forbedre belegningsprosessen og få perfekt lagforming. Mål tiksotropien og strukturell utvinning. Resultatkurven viser slurrygjenvinningstiden etter påføring og hjelper deg å finne ut hvordan du oppnår god overflateutjevning. MCR rheometer series
Du ønsker å oppnå optimalisert masse-/volumtetthet i den produserte batteripakken. Mål den sanne tettheten ved gasspyknometri. Resultatet gir mulighet for riktig justering av formulering og prosessparametere etter behov. Ultrapyc series
Du vil definere porestørrelsen og porevolumet til dine limte elektrodefolier/pressede elektroder. Mål det kvantitative porevolumet og porestørrelsesfordelingen til tørre elektroder ved hjelp av kvikksølvinntrengningsporosimetri. Ved å bruke denne kunnskapen kan materialer og prosessparametere spesifiseres. PoreMaster
Du må vurdere den mekaniske integriteten til det ferdige produktet på nanoskala for å optimalisere materialsammensetningen. Mål de lokale mekaniske egenskapene på nanometerskalaen ved atomkraftmikroskopi. Basert på fordelingen av den nanomekaniske oppførselen, kan ytelsen til elektroden optimaliseres ved å justere forholdet mellom forskjellige funksjonelle komponenter Tosca series
Du må sjekke kvaliteten på elektrolyttene før du fyller. Utfør raske kvalitetskontroller av de fylte elektrolyttene for å sikre kvaliteten og redusere risikoen for problemer som følge av dårlig kvalitet på råvarer. For en pålitelig sjekk av elektrolyttsammensetningen er tetthetsmåling den ideelle løsningen for å unngå å levere batterier med dårlig ytelse, samtidig som de samsvarer med krav og spesifikasjoner. DMA 1001
DMA 4101
Hvordan må dysen for elektrolyttfyllingsprosessen utformes? Utfør viskositetsmålinger og bestem flytepunktet for å justere dysegeometrien og pumpens kraft. Du oppnår ideell fylling av batteriene uten sprut, drypp og dannelse av luftbobler. MCR rheometer series