Grazie a una valutazione quantitativa basata su questi indicatori, il software ottimizza le attività di ricerca e sviluppo e garantisce un controllo qualità costante durante l'intero processo produttivo.
Fanghi e fogli di elettrodi
Contesto dello sviluppo
• Pasta e fogli per elettrodi
Con il mondo che si muove verso una società a impatto zero in termini di emissioni di carbonio, i veicoli elettrici (EV) alimentati da batterie agli ioni di litio (LIB) e i sistemi di accumulo di energia stazionari (ESS) che sfruttano energie rinnovabili stanno riscuotendo un'ampia diffusione a livello globale. Con questa espansione del mercato, la domanda di prestazioni superiori e maggiore sicurezza nelle batterie agli ioni di litio continua a crescere. Hioki è da tempo riconosciuta come leader nella tecnologia di misurazione dell'impedenza interna delle batterie, il che le ha permesso di ottenere un significativo riconoscimento nel settore. Nel 2019 è stato lanciato il sistema di misurazione della resistenza degli elettrodi RM2610, che consente la valutazione dei fogli per elettrodi, componenti critici delle celle delle batterie, e aggiunge un valore unico al processo di sviluppo.
Le lamine di elettrodi vengono prodotte rivestendo una lamiera metallica con una pasta conduttiva, seguita da essiccazione e calandratura. Variazioni nella conduttività elettronica della pasta applicata sulla lamina di elettrodi possono causare un degrado delle prestazioni e la generazione di calore, con un impatto diretto sulle prestazioni della batteria finita. Un fattore critico per ridurre tale variabilità è la conduttività elettronica della pasta liquida prima del rivestimento. Tuttavia, fino ad ora, non esisteva un indicatore pratico in grado di rappresentare la conduttività della pasta in questo stato.
Per ovviare a questo problema, Hioki ha sviluppato nuovi indicatori di valutazione che quantificano la conduttività elettronica della pasta e consentono una valutazione oggettiva. Il software di recente rilascio ricava tre indicatori (DCR, Rratio e Uniformità) da parametri ottenuti tramite analisi di circuiti equivalenti dei valori di impedenza. In test di validazione interni (utilizzando paste di identica composizione ma con processi di miscelazione variabili), abbiamo confermato che le lamine di elettrodi prodotte con paste che presentano buone prestazioni in base a questi tre indicatori tendono a mostrare caratteristiche resistive inferiori e più stabili.
Fornendo indicatori quantitativi per la valutazione delle sospensioni, questo metodo consente a ricercatori e produttori di individuare opportunità di ottimizzazione in formulazioni di materiali complesse e condizioni di miscelazione. Questi indicatori possono essere applicati nella ricerca e sviluppo di batterie agli ioni di litio, per la riproducibilità della qualità durante l'ampliamento della produzione e per il controllo qualità sulle linee di produzione di massa.
Il software analitico SA2634 offre un flusso di lavoro integrato, dalla misurazione all'analisi, migliorando l'efficienza e garantendo la sicurezza dei dati, fornendo al contempo tre indicatori chiave per la ricerca e sviluppo di paste per elettrodi. Supportando uno sviluppo più efficiente di fogli di elettrodi per batterie agli ioni di litio, il software analitico SA2634 di Hioki contribuisce al progresso di una società a basse emissioni di carbonio e alla costruzione di un futuro sostenibile.
Caratteristiche principali
1. Valutazione in piccole quantità e in condizioni reali
Valuta sospensioni catodiche/anodiche, paste conduttive o dispersioni di CNT con appena 1 ml, senza necessità di pretrattamento. Questa efficienza accelera la tua ricerca consentendo test e verifiche rapide delle ipotesi, riducendo al minimo gli sprechi e fornendo risultati affidabili su dispersioni e reti conduttive.
2. Misurazione dell'impedenza
La cella elettrodica dedicata e il dispositivo di test riducono al minimo il rumore di misurazione per dati di impedenza altamente riproducibili. Le scansioni controllate dell'SA2634 durano circa un minuto e catturano lo stato della sospensione con variazioni minime durante l'analisi, rendendolo ideale per materiali dinamici nella ricerca sulle batterie.
3. Analisi di circuiti equivalenti
L'SA2634 automatizza la creazione di circuiti equivalenti complessi e l'inizializzazione e può gestire fino a 1000 file contemporaneamente. Ciò semplifica l'elaborazione batch per confronti efficienti, trasformando i dati di impedenza grezzi in valutazioni significative senza richiedere una conoscenza approfondita delle tecniche analitiche.
4. Indicizzazione quantitativa
I tre indicatori, “DCR”, “Ratio” e “Uniformità”, sono derivati dai risultati dell'analisi. Questi indicatori consentono una valutazione quantitativa e fungono anche da linguaggio comune tra i dipartimenti e le aziende partner.
Principali applicazioni
• Valutazione delle sospensioni di elettrodi catodici e anodici per batterie agli ioni di litio
• Valutazione della dispersione di additivi conduttivi
• Valutazione della riproducibilità della qualità durante gli aggiornamenti e gli ampliamenti delle linee di produzione
• Controllo qualità tramite ispezioni a campione
Sistema di analisi dei fanghi: configurazione del prodotto
• Software di analisi SA2634
• Misuratore LCR IM3536
• Dispositivo di prova SA9002
• Cella elettrodica SA9001 (confezione da 50, per fanghi con solvente NMP)
• Cella elettrodica SA9001-01 (confezione da 50, per fanghi con solvente acquoso)
Informazioni su HIOKI:
Fondata nel 1935, HIOKI EE CORPORATION (TSE: 6866) è cresciuta fino a diventare un leader globale nella fornitura costante di strumenti di test e misurazione grazie a progettazione, produzione, vendita e assistenza all'avanguardia. Offrendo oltre 200 prodotti principali caratterizzati da sicurezza e qualità, e in grado di soddisfare un'ampia gamma di applicazioni, miriamo a contribuire all'efficienza e al valore del lavoro dei nostri clienti nella ricerca e sviluppo, produzione e manutenzione in ambito elettrico. I prodotti e i servizi Hioki sono disponibili in tutto il mondo attraverso la nostra vasta rete di filiali e distributori.
