приложения

Батареи

Для разработки, производства и использования самых разнообразных батарей решающую роль играют знания о тепловых свойствах, оценке безопасности и сроке службы.

Основными целями современной стратегии разработки аккумуляторов являются длительный срок службы, множество полных циклов зарядки и разрядки, а также непрерывное высвобождение накопленной электрической энергии. С помощью современных термоаналитических и калориметрических методов измерения можно select и оптимизировать материалы для анода, катода, электролитов, сепараторов, а также оптимизировать элементы, построенные с использованием этих материалов. Три основных компонента батареи (анод, катод, электролит и т.д.) совместно способствуют термической нестабильности. Кроме того, напряжение на элементах усугубляет проблему тепловой нестабильности. Когда эти элементы собираются в новые батареи, калориметрия является лучшим решением для изучения опасности и термической безопасности литий-ионных батарей. Калориметр с ускоренной скоростью (ARC^®) позволяет не только анализировать эффективность жизненного цикла и производительность этих батарей, но и проводить испытания на злоупотребления: замыкание, перенапряжение, проникновение гвоздей и испытания на хруст.

Контур проектирования новых батарей можно представить следующим образом: от тестирования сырья, проектирования элементов, испытаний на злоупотребления и до переработки.

NETZSCH компания "АЛРОСА" является единственным поставщиком решений для каждого из этих этапов.

Группа NETZSCH предлагает комплексные решения для аккумуляторных батарей.

посетите сайт energy.NETZSCH.com Регистрация почтовой службы Скачать брошюру

Тестирование аккумуляторов с помощью термического анализа и реологии

Select ваш метод в соответствии с вашими потребностями

	DSC	ТГ	STA	EGA	DIL	LFA	MMC	`ARC^®`	Kinexus
Аккумуляторное сырье	+++	+++	+++	+++	+	+	н.д.	н.д.	+++
Компоненты (Аноды / Катоды / Сепараторы / РСТ)	+++	+	++	+	+++	+++	++	+	+
Дизайн ячеек	н.д.	н.д.	н.д.	н.а.	н.д.	+++	н.а.	+++
Производительность и безопасность	+++	+	+++	+++	н.д.	н.д.	+++	++
Жизненный цикл	н.д.	н.д.	н.д.	н.а.	н.а.	н.а.	н.а.	+++
Переработка	+++	+++	+++	+++	+++	н.д.	н.д.	++

Для каждой области применения существуют свои требования к производительности и ограничения. Ни одна химия не является правильным решением для всех приложений. По мере изменения потребностей приложения и появления новых технологий может потребоваться замена компонентов. Хорошо продуманная система терморегулирования имеет решающее значение для срока службы и производительности аккумуляторных элементов. Как электрохимические устройства, батареи работают и служат в зависимости от температуры. Высокие температуры усиливают побочные реакции и разложение межфазных границ, сокращая срок службы батарей и увеличивая затраты на их замену.

libraРазработка высокоточных аккумуляторных систем зависит от точных измерений тепла, выделяемого элементами батареи во время всего диапазона циклов заряда/разряда, а также от поведения во время испытаний в условиях эксплуатации.

Если вы разрабатываете или производите аккумуляторные элементы, вам может понадобиться:

Понять влияние конструкции элемента на производительность батареи
Знать температуру, при которой в литий-ионных элементах или их компонентах может наблюдаться экзотермическая реакция
Знать количество энергии, выделяемой в ходе реакции, скорость реакции и уровень давления, возникающий в результате образования газа разложения
Оценить последствия проникновения гвоздя или испытания на раздавливание батареи

При зарядке и разрядке аккумулятора происходит выделение и поглощение тепла. Изотермическая калориметрия в сочетании с батарейными циклерами - это эффективный способ описать тепловой поток и, следовательно, проанализировать жизненный цикл батареи. Температура, скорость заряда/разряда и глубина разряда оказывают существенное влияние на срок службы элементов. Новые конструкции батарей (выбор нового материала и/или новая сборка компонентов) могут быть оценены благодаря калориметрическим измерениям. Калориметр с ускоряющейся скоростью (ARC^®) позволяет проводить испытания в изотермическом режиме в условиях полной безопасности для прибора и оператора.

Если вы анализируете работу батареи, вам может понадобиться:

Собрать точные данные о тепловыделении модуля батареи
Провести безопасный тест на заряд/разряд без риска повредить прибор
Понять, произошло ли ухудшение первоначальных характеристик
Получить характеристику работы с течением времени, чтобы оценить влияние старения и циклического режима работы
Оцените физические и электрохимические изменения конструкции, которые могут привести к улучшению модуля батареи

Технология литий-ионных аккумуляторов предлагает множество преимуществ для использования в портативных источниках питания, но одной из главных проблем является безопасность. Разработчикам батарей нужны инструменты, которые позволят им создавать более безопасные батареи без ущерба для производительности.

Адиабатическая калориметрия с помощью схемы "наихудшего сценария" (теплового разгона) может дать множество важных ответов, включая температуру, при которой в литий-ионных элементах или их компонентах может произойти высокоэкзотермическая реакция, и соответствующее давление. С помощью изотермической калориметрии можно напрямую получить информацию для терморегулирования, полученную с помощью метода теплового выбега.

Если вы разрабатываете или производите сырье для аккумуляторов, проектируете элементы и блоки аккумуляторов, вам может понадобиться:

Проанализировать давление, возникающее при взрыве элемента батареи в калориметре
Понять, при какой температуре происходит внутреннее короткое замыкание из-за разложения отдельных компонентов
Понять, что происходит химически и термически, когда при внутреннем коротком замыкании внутри элемента образуется горячая точка spots
Разработайте ячейки, которые предназначены для уменьшения вероятности роста горячих точек и расхода ячейки
Разрабатывать, select, или определять устройства тепловой безопасности (например, вентиляционные, CID, PTC) на основе данных о температуре и давлении внутри ячейки во время термического разложения и знать, насколько хорошо эти устройства работают для смягчения последствий отказов
Классифицировать отдельные ячейки с точки зрения их потенциальных рисков и опасностей
Провести в полной безопасности изотермический тест заряда/разряда без риска разрушения прибора
Снизить вероятность цепной реакции отказов ячеек из-за переноса тепла между соседними ячейками