전 세계적으로 배터리는 스마트 모바일 기기, 무공해 전기 자동차, 지능형 전력 관리 솔루션, 풍력 및 태양광 발전을 보완하기 위한 대량 에너지 저장 시스템과 같은 혁신의 중심에 있습니다. 따라서 배터리 연구자와 개발자가 최대한 효과적으로 업무를 수행하여 이러한 성능을 더욱 향상시키기 위한 솔루션을 계속 개발하는 것이 매우 중요합니다.

귀사가 배터리 연구 또는 배터리 개발과 관련되어 있다면 당사의 분석 솔루션을 통해 보다 빠르고 쉽게 높은 성능을 달성할 수 있습니다. 이 솔루션은 리튬 이온 배터리부터 Na-ion, Li-sulfur, Zn-air, 또는 그래핀 기반 수정 기술과 같은 신기술에 이르기까지, 재료를 최적화함으로써 최고의 배터리 품질을 달성할 수 있도록 지원합니다. 당사의 솔루션은 또한 짧은 시간 동안 고출력이 필요한 응용 분야에서 배터리를 보완할 수 있는 그래핀 슈퍼 커패시터용으로도 사용할 수 있습니다. 

당사의 솔루션으로 전극 물질 및 슬러리와 같은 요소를 최적화하면 최고의 배터리 성능을 얻을 수 있으며, 지속 가능하고 더욱 연결된 세상을 만드는 혁신을 이룰 수 있습니다.

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

전극 슬러리를 최적화하고 안정성을 보장하는 방법은 무엇입니까?

배터리 슬러리에는 전극 물질, 탄소 또는 그래핀, 고분자 결합제, 용매와 같은 많은 구성 요소가 있으며, 이들의 서로 연결된 구조는 전극 코팅 품질에 중요한 역할을 합니다. 입자 크기와 형상은 모두 코팅의 패킹 밀도와 다공도에 영향을 미치지만 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 제타 전위입니다. 슬러리 내 전극 입자의 제타 전위는 입자의 응집 용이성을 결정합니다.

제타 전위가 높은 입자는 반발력을 통해 안정적인 분산을 형성하는 반면, 낮은 제타 전위는 입자 응집을 유발합니다. 이는 결과적으로 전극 코팅의 불균일을 초래하여 배터리 성능이 저하됩니다. 제타 전위는 또한 금속 표면의 습윤성에도 영향을 미칩니다. 당사의 Zetasizer를 사용하면 탁월한 정확도, 반복성 및 일관성을 통해 제타 전위를 최적화함으로써 전극 코팅의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

그래핀으로 어떻게 배터리 성능을 향상시킬 수 있습니까?

배터리 업계에서 그래핀은 전자 전도 네트워크를 제공하여 음극 및 양극 물질 모두의 성능을 향상시키는 것으로 알려져 있습니다. 그래핀으로 양극 물질을 수정할 때 제타 전위는 그래핀과 리튬 양극 입자가 상호 작용하는 방식에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 

이에 대한 모니터링을 지원하기 위해, Zetasizer는 그래핀 및 양극 입자의 제타 전위를 분석하여 그래핀 증강을 최대한 효과적으로 만들 수 있습니다. 또한 최적의 상호 작용을 할 수 있도록 pH 값을 조정할 수 있으므로 그래핀을 사용하면 배터리 성능에 최대의 가치를 추가할 수 있습니다.

슈퍼 및 울트라 커패시터를 사용합니까?

그래핀 또는 활성탄 기반 슈퍼 커패시터는 짧은 시간 동안 고출력이 필요한 분야에서 배터리를 보완합니다. 슈퍼 커패시터는 물질에서 배터리와 매우 유사합니다. 실제로, 충전-방전 사이클과 관련된 입자 크기, 형태, 위상 및 층위, 유동 특성 및 위상 변화는 배터리와 마찬가지로 슈퍼 커패시터에 중요한 역할을 합니다. 다행히도 당사의 혁신적인 솔루션은 모두 슈퍼 커패시터의 성능을 분석하고 개선하는 데도 사용될 수 있습니다.

당사의 솔루션

Expert solutions in 배터리 및 슈퍼 커패시터. Contact us to discuss your challenges.
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