Johdanto
Kolikkokenno on sylinterin tai painikkeen muotoinen small yksittäinen kenno. Sitä käytetään monissa jokapäiväisissä small kannettavissa elektroniikkalaitteissa, kuten kelloissa, laskimissa, kaukosäätimissä, elektronisissa leluissa, small LED-taskulampuissa jne. Sitä valmistetaan vuosittain valtavia määriä ympäri maailmaa. Kemiallisen koostumuksen perusteella on olemassa useita erilaisia kolikkokennoja, kuten hopeakenno, alkalikenno, sinkki-ilmakenno ja litiumkenno. Jotkut eivät ole ladattavia, kun taas jotkut ovat ladattavia, esimerkiksi litiumioni-KolikkokennomoduuliKalorimetrimoduuli, joka on osa monimoduulikalorimetriä (MMC), joka mahdollistaa vaihtelevan kokoisten kokonaisten kolikoiden skannauksen ja isotermiset testit. DSC:n kaltainen kaksoismalli antaa differentiaalisen signaalin lämpösignaalista lämmitysrampin tai akkujen latauksen ja purkauksen aikana.kolikkokenno tai Ni-MH-KolikkokennomoduuliKalorimetrimoduuli, joka on osa monimoduulikalorimetriä (MMC), joka mahdollistaa vaihtelevan kokoisten kokonaisten kolikoiden skannauksen ja isotermiset testit. DSC:n kaltainen kaksoismalli antaa differentiaalisen signaalin lämpösignaalista lämmitysrampin tai akkujen latauksen ja purkauksen aikana.kolikkokenno. Verrattuna kertakäyttöisiin, ei-ladattaviin kennoihin ladattavat kennot ovat aluksi kalliimpia, mutta ladattavien kennojen pidempi käyttöikä tekee niistä paremman investoinnin kuluttajille. Lisäksi ladattavat kennot kuormittavat ympäristöä vähemmän, sillä akkukemikaalit ovat usein myrkyllisiä ja voivat saastuttaa ympäristöä. Myös litiumioniakkujen tehotiheys ja kapasiteetti ovat suuremmat.
Ladattavien kolikkokennojen suorituskykyyn vaikuttavat monet parametrit, kuten lämpötila ja jaksotusolosuhteet. Kolikkokennojen valmistajan on erittäin tärkeää tietää, kuinka paljon lämpöä syntyy lataus-/purkaussyklien aikana, jotta kennon energiatehokkuus voidaan ymmärtää ja kennon suorituskykyä ja käyttöikää parantaa. On myös ehdottoman tärkeää pystyä tutkimaan koko kolikkokennon turvallisuutta, kun se altistuu korkealle lämpötilalle. Tässä sovellusmuistiossa esitellään litiumioni-kolikkokennon IsoterminenKontrolloidussa ja vakiolämpötilassa tehtäviä testejä kutsutaan isotermisiksi.isoterminen syklitys uudessa DSC:n kaltaisessa järjestelmässä, joka on tarkoitettu kolikkokennoakkujen tutkimukseen ja laadunvalvontaan.
Instrumentointi
Uutena laitteena käytetään korkean lämpötilan kolikkokennomoduulia osoitteessa NETZSCH Usean moduulin kalorimetri (MMC)Monitilakalorimetrilaite, joka koostuu perusyksiköstä ja vaihdettavista moduuleista. Yksi moduuli on valmisteltu kiihdytyskalorimetriaa varten (ARC), ARC-moduuli. Toista käytetään skannaustesteihin (Scanning Module) ja kolmas liittyy kolikkokennojen akkutesteihin (Coin Cell Module).MMC 274 Nexus® (kuva 1). Se on maailman ainoa DSC:n kaltainen järjestelmä kolikkokennoparistojen tutkimukseen ja laadunvalvontaan. Tämän uuden laitteen keskeinen osa on anturi (kuvat 2 ja 3). Siinä on innovatiivinen termopiiliin perustuva erotusmittausrakenne, joka parantaa lämpövirran mittauksen herkkyyttä ja vakautta.
Se on suunniteltu pitämään näytteenä kokonaista kolikkoparistoa. Ulkoinen paristosykleri voidaan liittää laitteeseen helposti plug-and-play LEMO-liittimen avulla. Kolikkokennon IsoterminenKontrolloidussa ja vakiolämpötilassa tehtäviä testejä kutsutaan isotermisiksi.isoterminen syklitys voidaan helposti suorittaa erilaisissa lataus-/purkuolosuhteissa. Uudella laitteella voidaan myös tehdä DSC-skannaus koko kolikkokennolle, mikä ei ollut aiemmin mahdollista.
Tulokset
Näytteenä käytettiin LiR2032-litiumioniakku ja vertailukohtana samankokoista alumiinilohkoa. Kenno pidettiin 40 °C:ssa koko kokeen ajan. CCCV (Constant Current-Constant Voltage) -lataus ja -purkaus suoritettiin 40 mA:n teholla 4,2 V:sta 3,0 V:iin ulkoisella akkukierukalla. Useita syklejä suoritettiin, ja lämpövirtaustiedot olivat melko hyvin toistettavissa. Tiedot osoittavat, että lataukselle on ominaista lyhyt EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen reaktio, jota seuraa small EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen reaktio, kun taas purkaukselle on ominaista pitkä EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen reaktio (kuva 4). Tiedot voidaan helposti integroida, jotta saadaan kolikkokennoon tuleva tai siitä lähtevä sähköenergia ja samalla vapautuva lämpö (kuva 5). Näin akun hyötysuhteen laskeminen on yksinkertaista sekä lataus- että purkausprosessin osalta, kuten kuvassa 4 on esitetty. Ilman HT Coin Cell -kalorimetriasta saatavaa lämpötietoa hyötysuhde voidaan vain arvioida.
Päätelmä
Usean moduulin kalorimetri (MMC)Monitilakalorimetrilaite, joka koostuu perusyksiköstä ja vaihdettavista moduuleista. Yksi moduuli on valmisteltu kiihdytyskalorimetriaa varten (ARC), ARC-moduuli. Toista käytetään skannaustesteihin (Scanning Module) ja kolmas liittyy kolikkokennojen akkutesteihin (Coin Cell Module).MMC 274:n uusi korkean lämpötilan KolikkokennomoduuliKalorimetrimoduuli, joka on osa monimoduulikalorimetriä (MMC), joka mahdollistaa vaihtelevan kokoisten kokonaisten kolikoiden skannauksen ja isotermiset testit. DSC:n kaltainen kaksoismalli antaa differentiaalisen signaalin lämpösignaalista lämmitysrampin tai akkujen latauksen ja purkauksen aikana.kolikkokennomoduuli Nexus® on kolikkokennojen analysointiin tarkoitettu kalorimetri. Sen innovatiivinen anturi sisältää differentiaaliperiaatteen, joka takaa korkealaatuisen tiedon. Anturi on suunniteltu niin, että se sopii erikokoisille kaupallisille kolikkoparistoille. Kokonaisen kolikkopariston lataaminen ja purkaminen on helppoa. Joustava ohjelmisto mahdollistaa sekä isotermisen että skannaustilan kolikkokennon täydellistä karakterisointia varten. Tämän uuden laitteen ansiosta voidaan saada tarkat lämpövirtaustiedot lataus-/purkaustestin aikana eri olosuhteissa. Akun hyötysuhde voidaan laskea suoraan latauksen tai purkauksen aikana syntyvän kokonaislämmön avulla. Tämä tieto on erittäin hyödyllinen akkututkijoille, jotta he saavat käsityksen akun kemiasta kennon sisällä ja ymmärtävät akun suorituskykyä.