Materiais ativos catódicos (CAM)

1. Óxido de cobalto de lítio (LiCoO₂): Alta densidade de energia, mas caro e menos seguro.
   
2. Fosfato de ferro de lítio (LiFePO₄): Excelente segurança e longa vida útil do ciclo, embora com menor densidade de energia, tornando-o ideal para veículos elétricos.
3. Óxido de lítio, níquel, manganês e cobalto (NMC): Propriedades equilibradas de alta densidade de energia, estabilidade e custo-eficácia, amplamente utilizado em veículos elétricos.
4. Óxido de alumínio, cobalto e níquel-lítio (NCA): Oferece maior densidade de energia, adequada para aplicações de alto desempenho, como veículos elétricos.
5. Óxido de manganês e lítio (LiMn₂O₄): Seguro e potente, mas com menor densidade de energia e menor tempo de vida útil, usado em aplicações de nicho.

O método mais comum para sintetizar materiais catódicos é a coprecipitação do precursor de metal (geralmente óxidos metálicos, carbonatos ou hidróxidos) seguida de síntese de estado sólido, em que o precursor de metal é misturado e moído com o precursor de lítio, então calcinado a altas temperaturas (tipicamente 800-1.000 °C) em uma atmosfera controlada para formar a fase cristalina desejada. O material calcinado é então moído para o tamanho de partícula desejado. O processo é esquematizado na figura à direita.

Materiais catódicos de interesse atual, como NCA e NMC, são produzidos por meio da coprecipitação de um precursor de hidróxido de metal de transição, seguida de calcinação (litiação e oxidação) com um composto de lítio.

Nossos insights morfológicos, estruturais e elementares podem ajudar a:

• Otimizar os parâmetros do processo
• Garantir uma qualidade consistente
• Reduzir os custos de produção

Para monitorar e controlar os parâmetros de síntese em tempo real e otimizar a qualidade das câmaras sintetizadas, oferecemos soluções analíticas variadas de tamanho e forma de partículas, composição elementar e qualidade cristalina e defeitos. Além disso, nossas soluções também ajudam você a garantir que os materiais precursores usados tenham as propriedades desejadas.

A qualidade e a produtividade dos materiais de cátodo podem ser otimizadas com a medição e o controle dos seguintes parâmetros:

• Forma e tamanho das partículas
• Fase de cristal e defeitos de cristal (mistura de cátions, tamanho de cristalito, grau de grafitização)
• Composição elementar e impurezas (Ni, Co, Mn)

Independentemente de você produzir materiais ativos próprios ou comprá-los de fornecedores, o tamanho e o formato das partículas são os parâmetros que definem não apenas o desempenho da bateria, mas também um processo de produção ininterrupto de alto rendimento. 

O tamanho e a forma das partículas regem o rendimento de produção de materiais precursores, a reologia da pasta do eletrodo, a densidade/porosidade da embalagem do revestimento do eletrodo e, finalmente, o desempenho da bateria. 

A melhor maneira de medir isso é com uma combinação de difração a laser e imagem óptica automatizada.

Mastersizer 3000+

Fornecendo os dados necessários para resultados confiáveis

A linha Mastersizer de analisadores de tamanho das partículas de difração a laser define o padrão para fornecer distribuições rápidas e precisas de tamanho das partículas. Com uma vasta gama de tamanhos e a melhor precisão da sua classe, o Mastersizer 3000+ é sua ferramenta ideal para dimensionar partículas CAM. E no caso de resultados inesperados na amostra, você tem as ferramentas de orientação de dados para uma investigação mais aprofundada. 

Adicione flexibilidade, facilidade de uso e o acessório Hydro Insight para imagens dinâmicas. O Mastersizer é realmente a melhor escolha para dimensionamento de partículas e muito mais.

A qualidade da fase de cristal é outro parâmetro crítico que rege o desempenho de materiais de bateria, como energia específica e taxa de descarga ou capacidade. 

Para os materiais ativos catódicos, os parâmetros importantes da preocupação são a mistura do cátion e o tamanho do cristalito. O tamanho do cristalito pode igualmente dar uma ideia sobre o tamanho da partícula de materiais ativos nanocristalinos como o ânodo à base de silicone. 

Se você estiver trabalhando em materiais de cátodo de cristal único, a medição do tamanho do cristalito será ainda mais crítica.

Aeris

O futuro é compacto

O Aeris XRD pode analisar materiais de ânodo e cátodo em apenas alguns minutos para fornecer parâmetros de qualidade como tamanho de cristalito, mistura de cátions, grau de grafitização e índice de orientação. 

Este é um sistema XRD compacto plug-and-play, construído com robustez industrial e segurança. Além disso, pode ser facilmente integrado ao processo com automação de correia ou robô.

Para os materiais ativos catódicos e seus precursores, ter a composição elementar correta é igualmente importante. Também são importantes as concentrações de dopante e impureza tanto para os materiais catódicos quanto ânodos. 

O ICP é uma maneira comum de medir a composição elementar, no entanto, é dispendioso, demorado e envolve produtos químicos perigosos. A fluorescência de raios X (XRF) pode analisar a maioria desses materiais com relativa facilidade.

Revontium

Brilho compacto, análise avançada, possibilidades infinitas

Revontium é um analisador de fluorescência de raios X (XRF) compacto que oferece análise elementar de alta qualidade em um formato compacto de mesa. Ele une o desempenho do XRF de chão e a versatilidade dos instrumentos de mesa.

O XRF compacto oferece uma pegada física e ambiental menor. Seu custo de propriedade pode ser mais de 25% menor devido à necessidade reduzida de materiais de consumo, preparação extensiva de amostras e manutenção.

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