Dachzeile eingeben
Badanie baterii metodami termoanalitycznymi
Wybierz metodę w zależności od zapotrzebowań aplikacyjnych:
| DSC | TG | STA | EGA | DIL | LFA | MMC | ARC® | |
| Materiały wyjściowe - surowce | +++ | +++ | +++ | +++ | + | + | n.a. | n.a. |
| Elementy baterii (Anody / Katody / Separatory / PCT) | +++ | + | ++ | + | +++ | +++ | ++ | + |
| Ogniwo | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | +++ | n.a. | +++ |
| Wydajność & Bezpieczeństwo | +++ | + | +++ | +++ | n.a. | n.a. | +++ | ++ |
| Żywotność | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | +++ |
| Recycling | +++ | +++ | +++ | +++ | +++ | n.a. | n.a. | ++ |
Prace badawczo-rozwojowe poświęcone bateriom to duże wyznanie. Głównym ich celem jest zaprojektowanie takich materiałów, aby umożliwiały m.in. zmagazynowanie jak największej ilości energii. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie specjalistycznej aparatury do produkcji i charakterystyki głównych elementów baterii (anody, katody, separatory, elektrolity czy warstwy graniczne).
Jeśli jesteś producentem surowców używanych do produkcji baterii mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Charakterystyka nano/amorficznych/słabokrystalicznych materiałów
- Zachowanie się materiałów i ich stabilność w funkcji temperatury
- Identyfikacja materiałów pod kątem składu chemicznego na podstawie analizy wydzielanych gazów w trakcie ich grzania
- Przemiany fazowe, diagramy fazowe
- Parametry termofizyczne ogniw i obudowy baterii potrzebne do symulacji termicznych
Po wybraniu materiałów wyjściowych do produkcji baterii, kolejnym etapem jest zaprojektowanie poszczególnych elementów baterii pod kątem ich późniejszego zastosowania. W swojej ofercie posiadamy szeroką gamę instrumentów przy pomocy których można dokonać charakterystyki termofizycznej gotowych elementów baterii takich jak: elektrod, separatorów czy elektrolitów.
Jeśli jesteś producentem elementów baterii mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Właściwości termomechaniczne: kurczenie, utrata masy w trakcie spiekania czy rozszerzalność cieplna
- Przewodnictwo cieplne elektrod
- Pojemność cieplna i przewodnictwo cieplne elektrod o tej samej porowatości
- Optymalizacja termicznej stabilności katody
- Właściwości termiczne elektrod w warunkach narastającego ciśnienia
- Wykrycie braku kompatybilności pomiędzy poszczególnymi elementami baterii
- Stworzenie optymalnych procedur dla kontroli jakości QC i procesu produkcji
Efektywny system odprowadzania ciepła jest krytycznym parametrem dla długości życia i jakości ogniw. Baterie jako urządzenia elektrochemiczne są wrażliwe na działanie temperatury. Dodatkowo wysokie temperatury zwiększają ryzyko wystąpienia reakcji ubocznych i dekompozycji na granicach międzyfazowych, skracając tym samym żywotność baterii, co z kolei powoduje wzrost kosztów eksploatacji.
Stworzenie precyzyjnego systemu kalibracji baterii jest związane z dokładnymi pomiarami ciepła generowanego przez ogniwa w trakcie pełnych cykli ładowania/rozładowania jak i w trakcie testów bezpieczeństwa.
Jeśli jesteś producentem ogniw do baterii, mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Wpływ jakości wykonania ogniwa na właściwości baterii
- Temperatury w których zachodzą wysoce egzotermiczne reakcje w ogniwach litowo-jonowych
- Utrata energii w trakcie reakcji zachodzących w ogniwach, szybkość reakcji oraz dane na temat ciśnienia powstałego w wyniku dekompozycji ogniwa
- Ocena wpływu testów bezpieczeństwa na baterię
W trakcie procesu ładowania lub rozładowywania baterii następuje proces wytwarzania lub pochłaniana energii. Izotermiczna kalorymetria w połączeniu z cyklami pracy baterii - to bardzo dobra metoda do charakterystyki przepływu ciepła a tym samym analizy ilości cykli baterii. Parametry takie jak temperatura, szybkość ładowania/rozładowywania czy stopień wyładowania mają kluczowy wpływ na żywotność ogniw. Projektowanie nowych baterii (wybór materiałów lub nowych komponentów) może być wspomagane poprzez badania prowadzone przy użyciu kalorymetrii. AdiabatycznyAdiabatic describes a system or measurement mode without any heat exchange with the surroundings. This mode can be realized using a calorimeter device according to the method of accelerating rate calorimetry (ARC). The main purpose of such a device is to study scenarios and thermal runaway reactions. A short description of the adiabatic mode is “no heat in – no heat out”.Adiabatyczny kalorymetr reakcyjny (ARC®) wyposażony w sensor 3D pozwala na bezpieczne przeprowadzenie testów w warunkach izotermicznych.
Jeżeli badasz parametry baterii, mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Gromadzenie danych na temat wytwarzania ciepła poprzez poszczególne składniki baterii
- Prowadzenie badań związanych z cyklami ładowania/rozładowywania bez ryzyka uszkodzenia instrumentu
- Określenie czy nie pogorszyła się wydajność baterii w trakcie rzeczywistej eksploatacji
- Gromadzenie danych na temat procesu starzenia się baterii
- Opracowanie parametrów fizycznych i elektrochemicznych, które zwiększyłyby żywotność baterii
Kiedy baterie zużyją się, można poddać regeneracji lub recyclingowi poszczególnych ich komponentów, którymi są różnorodne polimery, tlenki czy materiały metaliczne. Analiza termiczna to idealne rozwiązanie w tym obszarze badawczym.
Jeżeli zajmujesz się recyclingiem baterii, mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Możliwość separacji poszczególnych komponentów baterii
- Wydajność separacji poszczególnych elementów baterii
- Charakterystyka poszczególnych składników baterii po separacji
- Charakterystyka nano/amorficznych / słabokrystalicznych materiałów poddanych recyclingowi
- Badanie stabilności termicznej materiałów poddanych recyclingowi
Technologia baterii jonowo-litowych oferuje wiele zalet, z których najważniejsza to bezpieczeństwo ich użytkowania. Producenci baterii potrzebują odpowiednich narzędzi, które umożliwiłyby im stworzenie bardziej bezpiecznych baterii w połączeniu z ich doskonałą wydajnością.
Zastosowanie adiabatycznej kalorymetrii reakcyjnej daje możliwość stworzenia najbardziej niekorzystnych warunków termicznych (ang.: Worst-Case ScenarioRelated to a chemical reactor, a worst-case scenario is the situation where temperature and/or pressure production caused by the reaction runs out of control.worst-case scenario) i zasymulowanie tzw. reakcji runaway (niekontrolowany wzrost temperatury). Dzięki temu uzyskujemy informacje na temat procesów wysoce egzotermicznych i powstałego ciśnienia zachodzących w ogniwach baterii. Natomiast przy pomocy kalorymetrii przeprowadzonej w warunkach izotermicznych, można uzyskać cenne dane na temat odprowadzania ciepła z baterii.
Jeśli jesteś producentem materiałów wyjściowych, ogniw i obudów do baterii, mogą Cię zainteresować następujące zagadnienia:
- Charakterystyka procesów utraty energii w warunkach normalnych i ekstremalnych
- Charakterystyka ciśnienia wytworzonego na skutek eksplozji ogniwa w kalorymetrze
- W jakiej temperaturze pojawia się wewnętrzne zwarcie spowodowane dekompozycją poszczególnych komponentów?
- Co się wydarzy pod względem chemicznym i termicznym, kiedy wewnętrzne zwarcie spowoduje powstanie gorących miejsc w ogniwie?
- Zaprojektowanie takich ogniw, aby obniżyły ryzyko powstania gorących miejsc i zużycia się ogniwa
- Zaprojektowanie termicznie stabilnych przyrządów (np., wywietrznik, CID, PTC) w oparciu o dane na temat temperatury i ciśnienia panujących w ogniwie w trakcie rozkładu termicznego
- Klasyfikacja ogniw ze względu na potencjalne ryzyko i niebezpieczeństwo
- Przeprowadzenie testów ładowania/rozładowania w warunkach ściśle izotermicznych bez ryzyka uszkodzenia instrumentu
- Minimalizacja prawdopodobieństwa reakcji łańcuchowych na skutek defektów w ogniwie spowodowanych transportem ciepła pomiędzy przylegającymi ogniwami