Neue Möglichkeiten bei der Entwicklung von Batterien der nächsten Generation

Angetrieben durch Elektrofahrzeuge (zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung in Städten), Energiespeicherung (in Kombination mit erneuerbaren Energien zur Reduzierung von Treibhausgasen) und tragbare Kommunikationsgeräte wächst der Markt für Lithium-Ionen-Batterien mit einer jährlichen Wachstumsrate von 12 % und wird bis 2025 >1200 Gigawattstunden bei einem Wert von mehr als 75 Mrd. USD betragen. Die meisten Automobilunternehmen investieren jetzt in Batterien und befinden sich in einem Wettlauf um Patente für kritische Batterietechnologien der nächsten Generation und Batteriemanagementsysteme.

Um es greifbar zu machen: Eine Gigawattstunde Batterieenergie reicht aus, um 10 Millionen Tesla Model S Autos herzustellen. Die Batterietechnologie entwickelt sich jedoch immer weiter. Das neueste Elektroauto von Tesla soll eine Reichweite von 402 Meilen mit einer einzigen Ladung haben, und nur 15 Minuten Ladezeit brauchen, um eine Strecke von 136 Meilen zurückzulegen. Zukünftige Batterietechnologien wie Festkörper- oder Lithium-Schwefel-Batterien werden diese Reichweite wahrscheinlich auf weit über 1000 Meilen und eine viel schnellere Ladezeit steigern.

Wir unterstützen Ihren wissenschaftlichen Durchbruch

Ganz gleich, ob Sie Hersteller von Batteriekomponenten sind, der eine höhere Prozesseffizienz und eine bessere Qualitätskontrolle anstrebt, oder ob Sie als Forscher versuchen, die Leistungsparameter neu entwickelter Batteriematerialien zu bestimmen – unsere Lösungen bieten Ihnen ein neues Maß an Einblick und Kontrolle, welche Sie für die Produktion von Batterien höchster Qualität benötigen.

Bei NETZSCH Analysieren & Prüfen nutzen wir 50 Jahre Applikationserfahrung, unsere breite, hochmoderne Produktpalette und unser umfassendes Serviceangebot, um sicherzustellen, dass unsere Lösungen nicht nur Ihre Anforderungen erfüllen, sondern auch Ihre Erwartungen übertreffen.

Überwachen der thermischen Eigenschaften von Batterien: Separator, Elektrode und Elektrodenbeschichtung

Wie der menschliche Körper sollte auch die Betriebstemperatur einer Batterie stets überwacht, geschützt und auf einem optimalen Niveau gehalten werden. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement der Batterie sorgt für eine längere Lebensdauer, indem die Zellen während der Lagerung, des Betriebs und des Ladens innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs gehalten werden. Um zu verstehen, wie viel Wärme von den Zellen abgeleitet werden kann, muss man die grundlegenden Wärmeübertragungseigenschaften des Zellendesigns verstehen. Um diese thermophysikalischen Eigenschaften zu untersuchen, bietet NETZSCH Laser Flash Analyse (LFA) sowie Dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC) an.

Jedes Mal, wenn ein Material Temperaturänderungen ausgesetzt ist, zeigt es eine Veränderung seiner Dimension. Um die Verformung und Spannungen im Separator in Batteriezellen vorherzusagen, ist es notwendig, das Ausdehnungs-/Schrumpfverhalten zu messen. Die Thermomechanische Analyse (TMA), ausgedrückt durch den thermischen Längenausdehnungskoeffizienten (CTE), ermittelt dies.s this.

Verarbeitungsparameter: Wie man Batterie-Pasten auf die Elektrode aufträgt

Beim Blade Coating oder Slot Die Coating wird typischerweise eine Batterie-Paste verarbeitet. Bei diesen Prozessen unterliegt die Paste für kurze Zeit mittleren Scherraten und nach dem Beschichtungsprozess wirken gravitationsbedingte Spannungen auf die Paste ein. Dies hat Auswirkungen auf das Verlaufsverhalten bei niedrigen Scherraten und die Gleichmäßigkeit der Beschichtung. Die Rheologie bietet Zugang zu diesen Fließeigenschaften von Batterie-Pasten.

Erfahren Sie mehr über die Rheologie von Batterie-Pasten bei unserem Webinar-Event!

Gemeinsam mit den Technologien von Malvern Panalytical werden unsere analytischen Fähigkeiten auf weite Bereiche des Batterieherstellungsprozesses angewendet. In einem gemeinsamen Webinar stellen unsere Batterieexperten fortschrittliche Analysetechniken vor, um die Leistung Ihrer Batterien zu verbessern. Sie erklären die Theorie der bewährten Methoden und Instrumente, die zur Qualitätskontrolle und Prozesseffizienz eingesetzt werden.

Später geben unsere Experten bei Live-Demonstrationen praktische Tipps, wie man Proben vorbereitet, Messungen durchführt und die Ergebnisse mit den jeweiligen Softwarelösungen auswertet.

Unsere Partnerschaft mit Malvern Panalytical

Während NETZSCH Analysieren & Prüfen auf die thermischen und rheologischen Eigenschaften von Batteriekomponenten spezialisiert ist, bietet Malvern Panalytical morphologische, elementare und strukturelle Analysen an.  Mit dieser Partnerschaft können unsere Kunden von einem kompletten Angebot an Lösungen profitieren, die sich gegenseitig ergänzen und so viel schneller eine zukunftsträchtige Batterietechnologie entwickeln. Um mehr über unsere kombinierten Lösungen zu erfahren, laden Sie unsere Batterie-Broschüre herunter!