안녕하세요,
말번 파날리티칼 입니다.
Malvern Panalytical 및 Netzsch의 솔루션은 배터리 제조 공정의 광범위한 영역에 적용 할 수 있습니다. 지난 첫번째 Webinar에서는 배터리 소재 성능향상을 위한 열분석, 분쇄/분산 기술 및 입자 특성화 분석에 대해 다루었으며, 많은 분들의 관심에 성공적으로 잘 마칠 수 있었습니다. 이번 2번째 Webinar 에서는 전극 물질의 품질을 결정 짓는 핵심적인 결정질 상(Crystalline phase)와 결정립 크기(crystallite size) 분석과 배터리셀의 결합 메커니즘 분석에 대한 부분에 대해 소개합니다. 또한, 다중 모듈 열량계에 의한 배터리 테스트 소개 및 Beads Mill의 원리 및 이를 이용한 배터리 소재의 분쇄/분산 솔루션에 대해서도 함께 소개 되었습니다. 바쁜 일정에 라이브웨비나를 놓치신 분들의 많은 관심 부탁 드리겠습니다.
Malvern Panalytical : Crystalline phase composition analysis and battery cell characterization
결정질 상은 배터리 전극 물질에서 중요한 요소이며, 원자수준에서 리튬 이온 수송을 제어합니다. 합성 분말 물질의 결정질상 조성과 품질을 분석하는 데는 일반적으로 X선 회절(XRD)을 사용합니다.
배터리 양극 물질에서 XRD는 Calcination공정 중에 반응 물질이 원하는 안정적인 결정질 상으로 완전히 용융되도록 하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 (결정립 크기의 측정값으로부터) 화학 조성을 측정하거나 1차 입자의 크기를 추정하는 데 사용할 수 있으며, 이는 이온 이동에 중요한 역할을 합니다. 양극 물질에서 XRD는 양극 에너지 밀도에 상당한 영향을 미치는 합성 흑연의 흑연화 정도를 측정할 수 있습니다.
또한, 에너지 밀도가 높은 새 배터리 소재를 개발할 때 직면하는 가장 큰 문제는 반복된 충방전(Cycling)에 따른 용량 저하입니다. 용량저하의 원인으로는 입자 균열, 전극 내 리튬 체류, 전해질 저하, 수지상 형성 등이 있습니다. 따라서 이러한 성능 저하 메커니즘을 이해하는 것은 새로운 배터리 물질의 성공적인 개발을 위한 중요한 단계입니다. In operando X선 회절(XRD)은 배터리 사이클링 중 기저 결정 구조 변화를 분석하여 이러한 결함 메커니즘을 조사할 수 있습니다.
NETZSCH - Introduction to Battery Testing by Multiple Module Calorimeter and Grinding & Dispersing of Battery Material by Operation Principle of Beads Mill.
네취코리아㈜ 다중 모듈 열량계에 의한 배터리 테스트, Beads Mill의 원리 및 이를 이용한 배터리 소재의 분쇄/분산 솔루션
다중 모듈 열량계인 DSC와 마찬가지로 MMC는 그램 크기의 샘플에서 화학 반응과 상 변화를 측정합니다. 이를 통해 유기/무기 다상 혼합물/슬러리 테스트가 가능합니다. ARC와 마찬가지로 공정 안전에 필요한 단열 테스트를 실행할 수 있습니다.
Lab scale부터 양산 scale 까지, 배터리 소재의 입도 제어에 관한 적절한 운전 조건 설정이 필수적입니다. 습식 공정으로 소재의 입도 제어에 대한 간략한 이론 설명과 알맞은 조건은 제품의 생산성을 극대화 할 수 있습니다.
감사합니다.
발표자
Daniel Lee (이충기) Sr. Application Specialist , Malvern Panalytical
A+T Lab 정광훈 선임연구원, 강지원 대리 , NETZSCH
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