電池與超級電容器

電極材料品質受多種因素的影響，但無論哪種因素，我們的解決方案都能提供協助： 

顆粒大小： 電極材料的顆粒大小在電池效能中有著舉足輕重的作用。通常，必須定期量測並最佳化顆粒大小的變化，以維持電池效能的一致性 – 理想情況下，整個生產過程中都要達到這一目標。 

根據雷射繞射，我們的 Mastersizer 提供了最簡單、最準確的量測陰極與陽極材料顆粒大小的方式。而且對於工業製程環境而言，還可以將它替換成我們的 Insitec 線上顆粒大小分析儀，來為製程控制提供即時資料。

顆粒形狀 ：電池電極材料的顆粒形狀是對於釋放任何給定材料以生產最佳效能電池的潛力而言的關鍵。尤其是，顆粒形狀會影響漿體流變，以及電極塗料的堆積密度、孔隙度和均勻度。

因此，為了使電池效能達到最高水平，製造商必須能夠分析並最佳化顆粒形貌。我們的 Morphologi 4 光學成像工具便可以在短短幾分鐘內分析統計相關顆粒群的大小和形狀，以使您能夠獲得在最佳化電池漿體時所需要的所有關鍵資訊。

結晶相： 結晶相以原子尺度 — 離子或電子傳輸發生或受阻的尺度，來定義材料結構。結晶相成分定義了電極材料的整體品質及其對於電池製造的適用性。

X 光繞射是結晶相分析的首選技術。 Aeris 精巧型多功能 X 光繞射儀是一款操作簡單、資料品質一流的儀器，可以用來準確分析：

• 結晶相成分以及任何殘餘反應物的存在 (煅燒過程的最佳化)
• 晶粒大小 (與初級顆粒大小相關)
• 合成陽極石墨的石墨化程度

    
化學成分與雜質：X 光螢光是 ICP 的替代技術，可以分析從幾 ppm 到最高 100% 等級的化學成分和雜質。

對於幾百分比 等級的主要元素，XRF 提供了一種比 ICP 更簡單、更準確的量測元素成分的方式，因為它不需要任何樣品稀釋或酸消化。

許多領先的電池公司都使用我們的桌上型 E4 XRF 或 Zetium WDXR 來分析陰極和前驅體材料。

電池漿體含有多種成分 – 電極材料、碳或石墨烯、聚合物黏著劑以及溶劑 – 它們之間相互連接的結構對於電極塗料的品質而言，起到了重要的作用。雖然顆粒大小與形狀都會影響塗料的堆積密度和孔隙度，但另一個需要考量的重要因素是 Zeta 電位。漿體中電極顆粒的 Zeta 電位可決定顆粒是否容易凝集。

Zeta 電位較高的顆粒會相互排斥以形成穩定的分散，而低 Zeta 電位則會促使顆粒凝集。如此一來，就會導致電極塗料中發生不均勻的情形，進而導致電池效能下降。Zeta 電位也會影響金屬表面的可濕性。我們的 Zetasizer 可以協助您最佳化 Zeta 電位以提升電極塗料的品質 – 實現最出色的準確性、重複性以及一致性。

在電池產業中，眾所周知，石墨烯能夠透過提供電子傳導網路來增強陰極和陽極材料的效能。當使用石墨烯改造陰極材料時，Zeta 電位會顯著地影響石墨烯與鋰陰極顆粒之間的交互作用。 

為了協助您監控此一情形，以使透過石墨烯所進行的強化盡可能有效，我們的 Zetasizer 可以對石墨烯和陰極顆粒提供分析。它還可以協助您調整 pH 值以最佳化交互作用 – 如此一來，使用石墨烯便能夠為您的電池效能附加最大的價值。

石墨烯或活性碳基的超級電容器可在短時間需要高功率的應用中補充電池。在材料方面，超級電容器與電池十分相似。更確切地說，顆粒大小、形貌、相位以及與充電放電循環相關聯的層間、流變和相變，對於超級電容器而言和電池一樣，都起著同樣重要的作用。而幸運的是，我們的創新解決方案也全部可以用來分析及提升超級電容器的效能。