Introduction
La pile bouton est une pile unique small qui a la forme d'un cylindre ou d'un bouton. Elle est utilisée dans de nombreux appareils électroniques portables de tous les jours small, notamment les montres, les calculatrices, les télécommandes, les jouets électroniques, les lampes de poche LED small, etc. Elle est fabriquée en grande quantité chaque année dans le monde entier. Il existe plusieurs types de piles à monnaie en fonction de leur composition chimique : pile à l'argent, pile alcaline, pile zinc-air et pile au lithium. Certaines ne sont pas rechargeables, tandis que d'autres le sont, par exemple les piles lithium-ion ou les piles Ni-MH. Par rapport aux piles jetables non rechargeables, les piles rechargeables coûtent plus cher au départ, mais leur durée de vie prolongée en fait un meilleur investissement pour les consommateurs. En outre, les piles rechargeables ont moins d'impact sur l'environnement, car les produits chimiques des piles sont souvent toxiques et peuvent polluer l'environnement. En outre, les piles rechargeables lithium-ion offrent une densité de puissance et une capacité plus élevées.
De nombreux paramètres influencent les performances des piles rechargeables, notamment la température et les conditions de cyclage. Il est très important pour le fabricant de cellules à pièces de connaître la production de chaleur pendant les cycles de charge/décharge afin de comprendre l'efficacité énergétique de la cellule et d'améliorer ses performances et sa durée de vie. Il est également impératif de pouvoir examiner la sécurité de l'ensemble de la cellule à pièces lorsqu'elle est soumise à des températures élevées. Cette note d'application montre le cyclage IsothermeLes essais à température contrôlée et constante sont dits isothermes.isotherme d'une pile à ions lithium dans un nouveau système de type DSC dédié à la recherche et au contrôle de la qualité des piles à ions lithium.
L'instrumentation
Le nouvel instrument utilisé est le module de pile à monnaie à haute température sur NETZSCH Calorimètre à modules multiples (MMC)Un calorimètre à modes multiples composé d'une unité de base et de modules interchangeables. Un module est préparé pour la calorimétrie à vitesse accélérée (ARC), le module ARC. Un deuxième module est utilisé pour les essais de balayage (module de balayage). Un deuxième module est utilisé pour les tests de balayage (module de balayage) et un troisième et un quatrième modules sont utilisés pour les tests de batteries et de polymères, ainsi que pour les tests pharmaceutiques pour les cellules à pièces de monnaie (module de cellules à pièces de monnaie).MMC 274 Nexus® (fig 1). Il s'agit du seul système de type DSC destiné à la recherche et au contrôle de la qualité des piles de type "coin cell" au monde. Le composant clé de ce nouvel instrument est le capteur (fig. 2 et 3). Il présente une conception innovante de mesure différentielle basée sur une thermopile pour améliorer la sensibilité et la stabilité de la mesure du flux thermique.
Il est conçu pour contenir une pile entière comme échantillon. Un cycleur de batterie externe peut être facilement connecté à l'instrument grâce à un connecteur LEMO prêt à l'emploi. Le cyclage IsothermeLes essais à température contrôlée et constante sont dits isothermes.isotherme d'une pile de type pièce de monnaie peut être facilement réalisé dans différentes conditions de charge/décharge. Le nouvel instrument peut également effectuer un balayage DSC sur une pile entière, ce qui n'était pas possible auparavant.
Résultats
Une pile lithium-ion LiR2032 a été utilisée comme échantillon et un bloc d'aluminium de même taille a servi de référence. La cellule a été maintenue à 40°C tout au long de l'expérience. La charge et la décharge à courant constant et tension constante (CCCV) ont été effectuées à 40 mA de 4,2 V à 3,0 V à l'aide d'un cycleur de batterie externe. Plusieurs cycles ont été effectués et les données relatives au flux thermique étaient tout à fait reproductibles. Les données montrent que la charge est caractérisée par une endothermie courte suivie d'une réaction ExothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est exothermique si elle produit de la chaleur.exothermique small, tandis que la décharge est caractérisée par une réaction ExothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est exothermique si elle produit de la chaleur.exothermique longue (fig. 4). Les données peuvent être facilement intégrées pour obtenir l'énergie électrique entrant ou sortant de la pile et la chaleur dégagée en même temps (fig. 5). Le calcul de l'efficacité de la batterie est donc simple pour les processus de charge et de décharge, comme le montre la figure 4. Sans les informations sur la chaleur fournies par la calorimétrie HT Module de pièces de monnaieModule calorimétrique faisant partie du calorimètre à modules multiples (MMC) permettant de réaliser des essais de balayage et des essais isothermes sur des pièces complètes de taille variable. La conception jumelée de type DSC donne un signal différentiel de la signature thermique au cours d'une rampe de chauffage ou de la charge et de la décharge des batteries.Coin Cell, l'efficacité ne peut être qu'estimée.
Conclusion
Le nouveau module de cellules à haute température sur Calorimètre à modules multiples (MMC)Un calorimètre à modes multiples composé d'une unité de base et de modules interchangeables. Un module est préparé pour la calorimétrie à vitesse accélérée (ARC), le module ARC. Un deuxième module est utilisé pour les essais de balayage (module de balayage). Un deuxième module est utilisé pour les tests de balayage (module de balayage) et un troisième et un quatrième modules sont utilisés pour les tests de batteries et de polymères, ainsi que pour les tests pharmaceutiques pour les cellules à pièces de monnaie (module de cellules à pièces de monnaie).MMC 274 Nexus® est un calorimètre dédié à l'analyse des cellules à pièces. Son capteur innovant intègre un principe différentiel pour des données de haute qualité. Le capteur est conçu pour s'adapter aux piles commerciales de différentes tailles. Une pile entière peut être facilement chargée et déchargée. Le logiciel flexible permet des modes isothermes et de balayage pour une caractérisation complète de la pile. Grâce à ce nouvel instrument, il est possible d'obtenir des informations précises sur le flux thermique pendant les tests de charge/décharge dans diverses conditions. L'efficacité de la batterie peut être calculée directement avec la chaleur totale impliquée pendant la période de charge ou de décharge. Ces informations sont très utiles aux chercheurs sur les batteries pour comprendre la chimie de la batterie à l'intérieur de la cellule et pour comprendre les performances de la batterie.