Pengujian Baterai dengan Analisis Termal

Upaya yang cukup besar saat ini sedang disalurkan ke dalam penelitian baterai. Targetnya adalah untuk menemukan bahan baru yang memungkinkan energi dan KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan daya yang lebih baik serta penyimpanan energi yang lebih efisien. Hal ini membutuhkan instrumentasi yang canggih untuk produksi dan karakterisasi bahan seperti bahan anoda dan katoda, pemisah, elektrolit, lapisan batas.

Jika Anda mengembangkan atau memproduksi bahan mentah untuk industri baterai, Anda mungkin ingin:

• Mengkarakterisasi material nano/amorf/ kristal yang buruk
• Memahami perilaku material dan stabilitas material sebagai fungsi suhu
• Mendapatkan identifikasi kimiawi dari gas yang berevolusi (reaksi, dekomposisi, desorpsi)
• Memahami Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal bahan baku baterai
• Mendapatkan transformasi fase, diagram fase
• Dapatkan data properti termal untuk dimasukkan ke dalam program pemodelan termal sel dan kemasan

Setelah bahan baku baru dipilih, desain elektroda mengarah pada pertanyaan yang berkaitan dengan pembuatan dan penggunaannya. Kami di NETZSCH menyediakan seperangkat instrumen lengkap untuk mengkarakterisasi elektroda, pemisah, dan elektrolit tersebut.

Jika Anda mengembangkan atau memproduksi komponen baterai, Anda mungkin ingin:

• Mengkarakterisasi sifat termo-mekanik seperti penyusutan dan penurunan berat badan selama SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. sintering dan ekspansi termal
• Mengkarakterisasi Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal elektroda
• Mengukur kapasitas panas dan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal elektroda dengan porositas yang sama
• Meningkatkan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal katoda Anda
• Menganalisis perilaku termal elektroda di bawah tekanan tinggi
• Mendeteksi masalah ketidakcocokan antar komponen
• Mengembangkan metode QC untuk manufaktur dan peningkatan skala proses

Setiap aplikasi memiliki persyaratan dan batasan kinerja yang berbeda. Tidak ada satu bahan kimia yang merupakan solusi yang tepat untuk semua aplikasi. Perubahan komponen mungkin diperlukan saat kebutuhan aplikasi berubah dan saat teknologi baru tersedia. Sistem manajemen termal yang dirancang dengan baik sangat penting untuk masa pakai dan kinerja sel baterai. Sebagai perangkat elektrokimia, kinerja dan masa pakai baterai dipengaruhi oleh suhu. Temperatur yang tinggi meningkatkan reaksi samping dan Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian batas antar muka, memperpendek masa pakai baterai dan meningkatkan biaya penggantian baterai.

Pengembangan sistem baterai yang dikalibrasi dengan tepat bergantung pada pengukuran akurat panas yang dihasilkan oleh sel baterai selama siklus pengisian/pengosongan penuh, serta perilaku selama pengujian penyalahgunaan.

Jika Anda mengembangkan atau memproduksi sel baterai, Anda mungkin ingin:

• Memahami dampak desain sel pada kinerja baterai
• Mengetahui suhu di mana sel ion litium atau komponennya dapat menunjukkan reaksi yang sangat EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik
• Mengetahui jumlah energi yang dilepaskan selama reaksi, kecepatan reaksi, dan tingkat tekanan yang timbul akibat gas Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian yang terbentuk
• Menilai dampak dari penetrasi paku atau pengujian himpitan pada baterai

Ketika baterai diisi atau dikosongkan, panas dihasilkan dan diserap. Kalorimetri IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal sehubungan dengan siklus baterai adalah cara cerdas untuk mengkarakterisasi aliran panas, dan oleh karena itu untuk menganalisis siklus masa pakai baterai. Suhu, tingkat pengisian/pengosongan, dan Kedalaman Pengosongan masing-masing memiliki pengaruh besar terhadap masa pakai sel. Desain baterai baru (pilihan material baru dan/atau perakitan komponen baru) dapat dievaluasi berkat pengukuran kalorimetri. Kalorimeter Laju Percepatan (ARC^®) yang dilengkapi dengan sensor 3D memungkinkan pengujian dalam mode IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal dengan keamanan penuh untuk instrumen dan operator.

Jika Anda menganalisis performa baterai, Anda mungkin ingin:

• Mengumpulkan data pembangkitan panas yang akurat dari modul baterai
• Menjalankan uji pengisian/pengosongan dengan aman tanpa mengambil risiko merusak instrumen
• Memahami apakah ada penurunan performa asli
• Dapatkan tanda tangan kinerja dari waktu ke waktu untuk mengevaluasi efek penuaan dan siklus
• Mengevaluasi perubahan desain fisik dan elektrokimia yang dapat menghasilkan modul baterai yang lebih baik

Ketika baterai telah mencapai akhir masa pakainya, baterai dikumpulkan untuk direkondisi atau digunakan kembali dalam aplikasi yang tidak terlalu berat, atau baterai dibongkar dan setiap komponen didaur ulang. Baterai dibuat dengan rakitan polimer, oksida, dan bahan logam yang berbeda. Analisis termal adalah alat karakterisasi yang berguna dalam bidang ini.

Jika Anda berkecimpung dalam bisnis daur ulang baterai, Anda mungkin ingin:

• Mengevaluasi kelayakan pemisahan fisik komponen utamanya
• Mengevaluasi efisiensi pembebasan komponen yang berbeda ketika baterai diubah menjadi fragmen
• Mencirikan setiap komponen baterai, ketika terfragmentasi
• Mengkarakterisasi bahan daur ulang nano / amorf / kristal yang buruk
• Memahami perilaku material dari stabilitas bahan daur ulang sebagai fungsi suhu

Teknologi baterai lithium ion menawarkan banyak keuntungan dalam aplikasi daya portabel, tetapi salah satu perhatian utama adalah keamanan. Pengembang baterai membutuhkan alat yang memungkinkan mereka merancang baterai yang lebih aman tanpa mengorbankan kinerja.

Melalui skema "Skenario Kasus TerburukTerkait dengan reaktor kimia, skenario terburuk adalah situasi di mana produksi suhu dan/atau tekanan yang disebabkan oleh reaksi tidak terkendali.skenario terburuk" (Pelarian termalPelarian termal adalah situasi di mana reaktor kimia berada di luar kendali sehubungan dengan produksi suhu dan / atau tekanan yang disebabkan oleh reaksi kimia itu sendiri. Simulasi pelarian termal biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan kalorimetri laju akselerasi (ARC).pelarian termal), kalorimetri AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik dapat memberikan banyak jawaban yang relevan, termasuk suhu di mana sel ion litium atau komponennya dapat menunjukkan reaksi yang sangat eksotermis dan tekanan yang terkait. Dengan kalorimetri IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal, informasi untuk manajemen termal, yang diperoleh melalui Pelarian termalPelarian termal adalah situasi di mana reaktor kimia berada di luar kendali sehubungan dengan produksi suhu dan / atau tekanan yang disebabkan oleh reaksi kimia itu sendiri. Simulasi pelarian termal biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan kalorimetri laju akselerasi (ARC).pelarian termal, dapat langsung diperoleh.

Jika Anda mengembangkan atau memproduksi bahan mentah untuk baterai, merancang sel dan kemasan baterai, Anda mungkin ingin:

• Selidiki Pelarian termalPelarian termal adalah situasi di mana reaktor kimia berada di luar kendali sehubungan dengan produksi suhu dan / atau tekanan yang disebabkan oleh reaksi kimia itu sendiri. Simulasi pelarian termal biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan kalorimetri laju akselerasi (ARC).pelarian termal baterai dalam situasi normal dan penyalahgunaan
• Menganalisis tekanan yang dihasilkan ketika sel baterai meledak di dalam kalorimeter
• Memahami pada suhu berapa korsleting internal terjadi karena Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian masing-masing komponen
• Memahami apa yang terjadi secara kimiawi dan termal ketika korsleting internal menghasilkan titik panas di dalam sel
• Merancang sel yang dirancang untuk mengurangi kemungkinan pertumbuhan titik panas dan konsumsi sel
• Merancang, select, atau menentukan perangkat keselamatan termal (yaitu, ventilasi, CID, PTC) berdasarkan data suhu dan tekanan di dalam sel selama Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian termal dan untuk mengetahui seberapa baik perangkat ini bekerja dalam mengurangi konsekuensi kegagalan
• Mengklasifikasikan sel individu sehubungan dengan potensi risiko dan bahayanya
• Menjalankan uji pengisian/pengosongan IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal dengan aman tanpa risiko merusak instrumen
• Mengurangi kemungkinan reaksi berantai dari kegagalan sel karena transportasi panas antara sel yang berdampingan

Rekomendasi Buku Putih kami untuk Anda:

• Buku Putih: Keamanan Baterai (Pelarian termalPelarian termal adalah situasi di mana reaktor kimia berada di luar kendali sehubungan dengan produksi suhu dan / atau tekanan yang disebabkan oleh reaksi kimia itu sendiri. Simulasi pelarian termal biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan kalorimetri laju akselerasi (ARC).pelarian termal) - Kalorimetri AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".Adiabatik untuk pengujian baterai tingkat lanjut (versi bahasa Inggris)
• Buku Putih: Siklus Baterai - Kalorimetri Isotermal untuk pengujian baterai tingkat lanjut (versi bahasa Inggris)