В современном мире аккумуляторные батареи лежат в основе революционных инноваций, будь то "умные" мобильные устройства, экологичные электромобили, интеллектуальные решения по управлению питанием или системы хранения солнечной и ветряной энергии. Поэтому крайне важно, чтобы аккумуляторные батареи работали максимально эффективно, а исследователи и разработчики могли непрерывно совершенствовать способы повышения их производительности.

Независимо от того, связаны ли вы с исследованиями или разработками в области аккумуляторных батарей, наши аналитические решения помогут вам быстрее и проще достичь выдающихся результатов. Вы сможете оптимизировать материалы для обеспечения высочайшего качества аккумуляторных батарей, будь то литий-ионные батареи или новые модификации, например натрий-ионные, литий-серные, воздушно-цинковые или на основе графена. Наши решения также можно использовать для графеновых суперконденсаторов, которые могут дополнять аккумуляторные батареи, когда требуется высокая мощность в течение короткого времени. 

Оптимизируя такие факторы, как электродный материал и суспензия, с помощью наших решений, вы сможете добиться максимальной производительности аккумуляторных батарей и задействовать инновации, направленные на обеспечение взаимосвязанного и устойчивого развития.

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

Как оптимизировать электродную суспензию и обеспечить ее стабильность?

Суспензия аккумуляторных батарей состоит из различных компонентов: электродный материал, углерод или графен, полимерное связующее и растворитель. Их взаимосвязанная структура играет важную роль в обеспечении качества электродного покрытия. На плотность упаковки и пористость покрытий влияют размер и форма частиц. Еще одним важным фактором является дзета-потенциал. Дзета-потенциал частиц электродов в суспензии указывает на то, подвержены ли частицы агрегации.
 
Частицы с высоким дзета-потенциалом отталкиваются, что обеспечивает стабильность дисперсии, в то время как низкий дзета-потенциал приводит к агрегации частиц. Это, в свою очередь, становится причиной неоднородности электродного покрытия, что приводит к снижению производительности аккумуляторной батареи. Дзета-потенциал также влияет на способность металлической поверхности к смачиванию. Прибор Zetasizer поможет вам оптимизировать дзета-потенциал и улучшить качество электродных покрытий благодаря высокой точности, повторяемости и стабильности.

Как повысить производительность аккумуляторной батареи с помощью графена?

В отрасли, связанной с аккумуляторными батареями, графен используется для повышения характеристик материалов катода и анода за счет создания зоны электропроводимости. При изменении материала катода с помощью графена дзета-потенциал может значительно повлиять на взаимодействие графена и катода (лития). 
 
Наш прибор Zetasizer поможет вам контролировать данные процессы и повысить эффективность применения графена, выполняя анализ дзета-потенциала частиц графена и катода. Это также может упростить регулировку значений pH для оптимального взаимодействия — что позволит максимально повысить производительность аккумуляторной батареи за счет использования графена.

Работаете с суперконденсаторами и ультраконденсаторами?

Суперконденсаторы на основе графена или активированного угля дополняют аккумуляторные батареи, если требуется высокая мощность в течение короткого времени. Суперконденсаторы очень похожи на аккумуляторные батареи. Действительно, размер частиц, морфология, фазы и промежуточные слои, реология и фазовые изменения, связанные с циклами зарядки-разрядки, играют столь же важную роль для суперконденсаторов, как и для аккумуляторных батарей. Наши инновационные решения также могут использоваться для анализа и повышения производительности суперконденсаторов.

Наши решения

Expert solutions in аккумуляторные батареи и суперконденсаторы. Contact us to discuss your challenges.
Связаться с отделом продаж Зарегистрируйтесь сейчас Загрузить брошюру