| Published: 

Informacje o kalibracji modułu ogniw monetowych MMC 274 Nexus®®

Wprowadzenie

Kalorymetr wielomodułowy NETZSCH (Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC) 274 Nexus® (rysunek 1) oferuje trzy różne moduły pomiarowe. Moduł ARC® może być używany do tak zwanych testów Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search to tryb pomiaru stosowany w urządzeniach kalorymetrycznych zgodnie z kalorymetrią przyspieszoną (ARC®).heat-wait-search (Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search to tryb pomiaru stosowany w urządzeniach kalorymetrycznych zgodnie z kalorymetrią przyspieszoną (ARC®).HWS) lub testów ucieczki termicznej [1][2]; Moduł skanowaniaModuł kalorymetru będący częścią kalorymetru wielomodułowego (MMC) umożliwiający skanowanie próbki. Procedura ta może służyć jako test przesiewowy w celu wykrycia potencjalnego zagrożenia termicznego w stosunkowo krótkim czasie pomiaru.moduł skanujący nadaje się do takich zastosowań, jak ocena endotermicznych lub egzotermicznych przejść fazowych, a także badanie zagrożeń termicznych [3][4]; a Moduł ogniw monetowychModuł kalorymetru będący częścią kalorymetru wielomodułowego (MMC) umożliwiający skanowanie i testy izotermiczne kompletnych monet o różnych rozmiarach. Bliźniacza konstrukcja podobna do DSC zapewnia różnicowy sygnał sygnatury cieplnej podczas rampy grzewczej lub ładowania i rozładowywania akumulatorów.moduł ogniw monetowych jest wyspecjalizowany do badania baterii [5]. Zewnętrzną jednostkę do cyklicznego testowania baterii można łatwo podłączyć do modułu Coin Cell Module za pomocą złącza LEMO. Sygnały napięcia i prądu mogą być przesyłane do oprogramowania ewaluacyjnego Proteus®; wynikowy sygnał mocy jest automatycznie określany i kwantyfikowany niezależnie dla ładowania i rozładowywania. Wykrywając straty ciepła podczas ładowania i rozładowywania, można ocenić wydajność cyklu pracy akumulatora. W tym celu podwójny nośnik próbek oferuje konfigurację różnicową podobną do DSC (rysunki 2a, b, c).

1) NETZSCH Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC 274 Nexus®
2) Schematyczny rysunek modułu ogniwa monetowego; zdjęcie uchwytu próbki (po lewej), technika czteroprzewodowa (w środku), schemat konfiguracji różnicowej (po prawej)

libraPonieważ większość nieniszczących badań izotermicznego ładowania i rozładowywania akumulatorów przeprowadza się w bardzo small zakresie temperatur zbliżonym do temperatury otoczenia, konieczne jest odpowiednie dostosowanie kalorymetru.libraW celu określenia temperatury i czułości kalorymetru, metale są zwykle używane jako materiały referencyjne.

Temperatura i czułość Calibration

Puste monety (rysunek 3) mogą być używane w sposób podobny do tygli DSC w celu przygotowania próbek lub materiałów referencyjnych. Moduł Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC Coin Cell Module pozwala na skanowanie przy umiarkowanych szybkościach ogrzewania, co minimalizuje przesunięcie dynamiczne i poprawia porównywalność z pomiarami izotermicznymi, takimi jak pomiary cykliczne baterii. Typowe materiały calibration wraz z odpowiadającymi im masami próbek podsumowano w tabeli 1. Zestaw calibration utworzony w ten sposób dla modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC pokazano na rysunku 4.

libraGal jest certyfikowanym i sprawdzonym materiałem do pomiarów temperatury i entalpii, zalecanym przez kilka instytucji [6]. Niemniej jednak jest rzadko używany, ponieważ reaguje z aluminium, które jest materiałem tygla najczęściej używanym w DSC. Jednak jego Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo).temperatura topnienia jest tylko nieznacznie wyższa od temperatury otoczenia. Ponieważ monety są wykonane ze stali, a stosowane szybkości nagrzewania są stosunkowo niskie, wyżej wymienione wady nie są istotne z punktu widzenia modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC.

3) Puste monety 2032 (referencyjne) i monety wypełnione materiałami calibration


Tabela 1: Materiały i masy zestawu calibration modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC), ARC-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC

Calibration MateriałMasa próbki [mg]Temperatura topnienia [°C]Entalpia topnienia [J/g]
Gal

473.9

29.76

80.2

Ind

334.0

156.6

28.6

Cyna

324.0

231.9

60.5

Bizmut

306.0

271.3

53.8

4) Zestaw Calibradla modułu ogniw monetowych Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC), ARC-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC

Wyniki dotyczące topnienia wyżej omówionych materiałów referencyjnych przedstawiono na rysunku 5. Obliczone wielomiany calibration dla temperatury i czułości przedstawiono na rysunku 6. W celu podwójnego sprawdzenia wielomianów calibration zarówno dla temperatury, jak i czułości, zastosowano naftalen (C10H8).

5) Wyniki pomiarów topnienia galu, indu, cyny i bizmutu
6) Wielomiany Calibration dla temperatury (po lewej) i czułości (po prawej)
7) Wielomiany Calibration dla temperatury (po lewej) i entalpii (po prawej) z dodatkowymi wynikami dla naftalenu (C10H8) (czerwony)

Ponieważ wyniki uzyskane dla naftalenu były zgodne z wielomianami calibration, które zostały wyznaczone przy użyciu próbek metali, potwierdzają one słuszność calibration (rysunek 7).

Wnioski

Wyniki te dobrze demonstrują możliwości modułu Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC), ARC-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC Coin Cell Module w odniesieniu do temperatury i entalpii calibration.libralibraWykorzystanie galu jako materiału do produkcji ogniw jest bardzo ważne, ponieważ odpowiednia temperatura w pobliżu temperatury otoczenia jest niezbędna w zastosowaniach akumulatorowych. Izotermiczne cykle akumulatorów są zwykle przeprowadzane w pobliżu lub nieco powyżej temperatury otoczenia.libraBardziej powszechne materiały kauczukowe, takie jak ind, na przykład o temperaturze topnienia 156,6°C, byłyby zbyt odległe od wymaganego zakresu zastosowań.

Literature

  1. [1]
    Nota aplikacyjna 131, E. Füglein, "Potencjał zagrożenia reakcji rozkładu na przykładzie nadtlenku wodoru (H2O2)"
  2. [2]
    Nota aplikacyjna 134, E. Füglein, "Varify® - opatentowana grzałka zanurzeniowa do zmiany współczynnika φ w testach niekontrolowanego wzrostu temperatury"
  3. [3]
  4. [4]
    Nota aplikacyjna 132, E. Füglein, "Badanie przesiewowe roztworów nadtlenku wodoru za pomocą testów skaningowych i testów ARC® "
  5. [5]
    Nota aplikacyjna 040, J.-F. Mauger, P. Ralbovsky, G. Widawski, P. Ye, "Coin Cell Cycling in a Novel DSC-Like System"
  6. [6]
    Sarge M.S., Gmelin E., Höhne G.W.H., Cammenga H.-K., Hemminger W., Eysel W. "The caloric calibration of scanning calorimeters" Thermochimica Acta 247 (1994) 129-168