Batterien sind weltweit das Herzstück revolutionärer Innovationen – ob in intelligenten mobilen Geräten, umweltfreundlichen Elektrofahrzeugen, intelligenten Energiemanagementlösungen oder Massenenergiespeichersystemen in Verbindung mit Wind- und Solarenergie. Daher ist es wichtig, dass sie so effektiv wie möglich arbeiten – und dass Batterieforscher und -entwickler weiterhin Lösungen entwickeln können, um diese Leistung noch weiter zu verbessern.

Egal, ob Sie in der Batterieforschung oder der Batterieentwicklung tätig sind, unsere Analyselösungen können Ihnen helfen, schneller und einfacher eine hohe Leistung zu erzielen. Von Lithium-Ionen-Batterien bis hin zu neuen Technologien wie Natrium-Ionen-, Lithium-Schwefel-, Zink-Luft- oder graphenbasierten Varianten – mit unseren Lösungen können Sie Ihre Materialien optimieren, um höchste Batteriequalität zu erreichen. Unsere Lösungen können zudem für Graphen-Superkondensatoren eingesetzt werden, die Batterien in Anwendungen ergänzen können, die kurzzeitig eine hohe Leistung erfordern. 

Durch die Optimierung von Faktoren wie Elektrodenmaterial und -paste mit unseren Lösungen können Sie höchste Batterieleistung erzielen – und Innovationen fördern, die eine nachhaltigere, stärker vernetzte Welt schaffen.

How can I ensure the quality of my electrode materials?

Electrode material quality is influenced by several factors, all of which our solutions can help with: 

Particle size: Electrode material particle size plays an important role in battery performance. Particle size variation must usually be regularly measured and optimized to maintain consistent battery performance – ideally, over the course of the production process. 
Based on laser diffraction, our Mastersizer 3000 offers the easiest, most accurate way of measuring cathode and anode material particle sizes. And, for industrial process environments, it can be replaced by our Insitec on-line particle size analyzer to provide real-time data for process control.

Particle shape: Particle shape in battery electrode materials holds the key to unlocking any given material’s potential to produce the best-performing battery. Specifically, particle shape affects slurry rheology, as well as the packing density, porosity, and uniformity of electrode coatings.  
Accordingly, to achieve the highest levels of battery performance, manufacturers must be able to analyze and optimize particle morphology. Our Morphologi 4 optical imaging tool can analyze the size and shape of statistically relevant ensembles of particles in just a few minutes, to empower you with all the critical information you need to optimize your battery slurry.

Crystalline Phase: Crystalline phase defines the structure of materials at atomic scale – the scale at which ionic or electronic transport happens or is hindered. Crystalline phase composition defines the overall electrode material quality and its suitability for the battery cell manufacturing. X-ray diffraction is the technique of choice when it comes to the analysis of crystalline phases. 

Aeris compact X-ray diffractometer, an easy to use instrument with superb data quality, can be used for accurate analysis of:

  • Crystalline phase composition and presence of any residual reactants (optimization of calcination process)
  • Crystallite size (related to the primary particle size)
  • Degree of graphitization in synthetic anode graphite
 
Chemical composition and impurities: X-ray fluorescence is an alternative technique to ICP to analyze chemical composition and impurities from few ppm up to 100% levels. For major elements at few % levels, XRF provides a simpler and more accurate way of measuring elemental composition than ICP as it does not require any sample dilution or acid digestion. Many leading battery companies use our benchtop E4 XRF or Zetium WDXRF to analyse cathode and pre-cursor materials.

Solutions for electrode quality control

Wie kann ich die Elektrodenpaste optimieren und ihre Stabilität sicherstellen?

Batteriepaste besteht aus vielen Komponenten – Elektrodenmaterial, Kohlenstoff oder Graphen, polymere Bidnemittel und Lösungsmittel – und ihre miteinander verbundene Struktur spielt eine wichtige Rolle bei der Qualität von Elektrodenbeschichtungen. Sowohl Partikelgröße als auch -form beeinflussen die Packungsdichte und Porosität in Beschichtungen. Ein weiterer wichtiger Faktor stellt das Zetapotenzial der Elektrodenpartikeln in der Paste dar. Es bestimmt, ob die Partikel zur Aggregation neigen.

Partikel mit hohem Zetapotenzial stoßen sich ab, und bilden stabile Diserpsionen, während ein niedriges Zetapotenzial zur Partikelaggregation führt. Dies wiederum führt zu Ungleichförmigkeit der Elektrodenbeschichtung, was eine verminderte Batterieleistung nach sich zieht. Das Zetapotenzial wirkt sich zudem auf die Benetzbarkeit der Metalloberfläche aus. Mit unserem Zetasizer können Sie das Zetapotenzial optimieren, um die Qualität Ihrer Elektrodenbeschichtung zu verbessern – mit ausgezeichneter Genauigkeit, Wiederholpräzision und Konsistenz.

Wie kann ich die Batterieleistung mit Graphen verbessern?

In der Batterieindustrie ist Graphen dafür bekannt, die Leistung von Kathoden- und Anodenmaterialien durch die Ausbilung eines Elektronenleitungsnetzes zu verbessern. Beim Verändern des Kathodenmaterials mit Graphen kann das Zetapotenzial die Wechselwirkung zwischen Graphen und Lithium-Kathoden-Partikeln erheblich beeinflussen. 

Damit Sie dies besser überwachen und die Verbesserung durch Graphen so effektiv wie möglich gestalten können, kann unser Zetasizer das Zetapotenzial sowohl von Graphen als auch von Kathodenpartikeln bestimmen. Er kann Ihnen zudem dabei helfen, den pH-Wert für eine optimale interpartikuläre Wechselwirkung anzupassen, sodass die Verwendung von Graphen die Leistung Ihrer Batterie maximiert.

Sie arbeiten an Super- und Ultrakondensatoren?

Superkondensatoren auf Graphen- oder Aktivkohle-Basis ergänzen Batterien in Anwendungen, die kurzzeitig eine hohe Leistung erfordern. In Superkondensatoren ewerden sehr ähnliche Materialien wie in Batterien verwendet. Tatsächlich spielen Partikelgröße und Partikel, morphologie, die Art der kristallinen Phasen, die Einlagergung von Ionen in Zwischenschichten, die Rheologie und die Änderung von kristallinen Phasen im Zusammenhang mit Lade-/Entladezyklen eine ebenso wichtige Rolle bei Superkondensatoren wie bei Batterien. Unsere innovativen Lösungen können auch zur Analyse und Verbesserung der Leistung von Superkondensatoren eingesetzt werden.

Unsere Lösungen

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