Caracterização de materiais da bateria

Na Malvern Panalytical, temos orgulho de fazer parceria com você em sua contribuição para a neutralidade de carbono por meio do armazenamento de energia baseado em baterias. Oferecemos uma ampla gama de soluções físicas, químicas e estruturais para a P&D e controle de qualidade de materiais de bateria e produção de células.

Nossas soluções analíticas personalizadas são uma comprovação do nosso compromisso: fornecer análises de materiais de alta qualidade perfeitamente integradas em ambientes de pesquisa de laboratório e fabricação.

Quer você produza seus próprios materiais ativos ou os compre de seus fornecedores, o tamanho e a forma das partículas são os parâmetros que definem não apenas o desempenho da bateria, mas também o 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. O Mastersizer 3000+ é a referência do setor quando se trata de dimensionamento de partículas através de difração a laser. Sua contrapartida, o Insitec, pode ser usado quando a análise on-line em tempo real do tamanho das partículas é necessária para o controle do moinho de moagem ou da peneira. A forma da partícula pode ser medida com o nosso sistema de imagem dinâmica Hydro Insight ou com o sistema de imagem automatizado Morphologi 4.

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, parâmetros importantes de preocupação são a mistura de cátions e o tamanho do cristalito, enquanto para o ânodo de grafite, é o grau de grafitização (ou grafiticidade) em grafite sintético e o índice de orientação no eletrodo revestido. O tamanho do cristalito pode igualmente dar uma ideia sobre o tamanho da partícula de materiais ativos nanocristalinos como o ânodo baseado do silicone. 

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

O Aeris XRD é uma ferramenta perfeita para medir esses parâmetros importantes tanto na fabricação de cátodo quanto de ânodo. Com carregamento externo de amostras e automação industrial, ele é fácil de usar e oferece desempenho inigualável. Saiba mais sobre Análise de Defeitos Cristalinos.

Na medida em que o ciclo de vida da célula evolui entre a formação e o envelhecimento, os materiais ativos do eletrodo sofrem alterações devido ao movimento dos íons de Li e também devido à reação com eletrólito em potenciais mais elevados. 

O XRD In-operando pode rastrear essas mudanças em escala atômica e pode fornecer um aviso antecipado para quaisquer problemas potenciais com a célula da bateria. O Empyrean XRD, pode medir células de bateria in-operando sob condições ambientais simuladas de -10 ^oC a 70 ^oC. 

Com os famosos estágios VTEC e VTEC-Trans, ele pode medir tanto a moeda quanto as configurações de bolsa/célula prismática. Combinado com componentes de hardware ultrarrápidos e análise automatizada de dados, o Empyrean oferece uma solução inovadora para P&D, bem como CQ de células totalmente montadas.

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 XRF pode analisar a maioria desses materiais com relativa facilidade.

Nosso novo sistema EDXRF high-end Revontium vem complementar nossos reconhecidos sistemas Epsilon EDXRF e Zetium WDXRF. Combinado com nosso conjunto de padrões de referência de bateria e sistemas de fusão Forj/Egon 2, juntamente com nossa experiência, oferecemos uma solução completa que pode combinar ou até mesmo superar a precisão e a eficiência da análise ICP.

As soluções de análise de composição elementar online incluem Epsilon Xflow para precursores líquidos de bateria e Epsilon Xline para análise do revestimento de eletrodos. 

A Malvern Panalytical está na vanguarda da caracterização de baterias, aproveitando décadas de experiência analítica para avançar no desenvolvimento e desempenho de tecnologias de baterias. Nosso conjunto abrangente de ferramentas e técnicas de caracterização atende às necessidades críticas de pesquisa, desenvolvimento e produção de baterias, garantindo desempenho, segurança e longevidade ideais dos sistemas de armazenamento de energia.