• Produção de baterias íon-lítio

    Como garantir a alta qualidade dos eletrodos, eletrólitos, e células de íon-lítio através de pesquisa e monitoramento de produção

  • Para dar o suporte necessário em atingir a mais alta qualidade de baterias de íon-lítio, a Anton Paar fornece soluções para pesquisa de caracterização de materiais ativos em materiais de bateria, verificação de matérias-primas, verificação da qualidade dos eletrólitos e solventes antes do uso, e muito mais.

    Nossos instrumentos ajudam a entender como o tamanho de partícula, porosidade, densidade, viscosidade, viscoelasticidade e aderência de seus materiais afetam o comportamento e o desempenho das células, de modo a ajustar estes parâmetros para criar o melhor produto final.

    Da pesquisa à produção

    Pesquisa de materiais de bateria

    A Anton Paar é seu melhor parceiro para pesquisa de materiais de bateria. Use nossos instrumentos para determinar a densidade do líquido e volume, a área de superfície e o tamanho das partículas, condutividade elétrica local, topografia e rugosidade de superfície para otimizar os parâmetros de desempenho. É possível até usar nossos instrumentos para acompanhar processos eletroquímicos no local para maximizar a capacidade e o desempenho.

    A medição do tamanho dos poros e de tamanho de partículas permite otimizar as propriedades do eletrodo de trabalho. Os dispositivos da Anton Paar para medição da densidade real fornecem informações sobre a densidade adequada de massa/volume em um pacote de baterias, para que você possa otimizar sua célula para aplicações onde a massa ou o volume sejam críticos. Para a pesquisa sobre a prevenção de falhas no separador, conhecer o tamanho dos poros significa que você pode identificar e rejeitar materiais inadequados desde o inicio. Entendendo como seus eletrodos funcionam em nível nanométrico ajuda a otimizar os materiais do eletrodo e o modelo do eletrodo para prolongar tanto a vida útil quanto a capacidade das baterias.

    Se o comportamento de segurança térmica do seu produto for parte importante da sua pesquisa, meça o ponto de fulgor para obter informações preciosas. Para eletrólitos de alto desempenho, conhecimento sobre a viscosidade pode melhorar a condutividade iônica do eletrólito. Na busca por materiais novos usados em ânodos, cátodos e separadores, a síntese de micro-ondas abre condições inéditas de reação que levam a novas estruturas.

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    Controle de qualidade de entrada

    O controle de qualidade de entrada garante que apenas as matérias-primas da mais alta qualidade sejam aceitas e usadas na produção. Como um primeiro passo importante, o dispositivo da Anton Paar para amostragem representativa ajuda a reduzir consideravelmente a variabilidade nos resultados de análise de pó, garantindo que os resultados em que você baseia suas decisões sejam provenientes de amostras representativas.

    Medir o tamanho de partícula da matéria-prima do eletrodo ajuda a minimizar o risco de rejeição de lotes inteiros de produtos. As medições de densidade compactada dos pós identificam lotes de pó com comportamentos diferentes, para que você possa tomar medidas para garantir um manuseio consistente do pó. Medir o tamanho dos poros permite selecionar apenas os materiais corretos para minimizar o risco de falha no separador.

    Com a medição de densidade, você pode identificar solventes e reagentes líquidos e verificar sua qualidade. Para semissólidos e sólidos para eletrólitos com base em polímeros, o índice refrativo ou concentração pode ser medido com um refratômetro. Quando materiais são caros ou entregues através de um recipiente, eles podem ser identificados através da embalagem com um espectrômetro Raman sem precisar abrir o recipiente.

    A análise elemental dos compostos da bateria de íon-lítio com ICP-OES para análise de composição e ICP-MS para análise de contaminação. Para ambas as técnicas, uma amostra adequadamente digerida é necessária, o que pode apenas ser alcançado com digestão ácida assistida por micro-ondas.

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    Preparação da lama

    A mistura correta de lama é pré-requisito para fabricação da célula de íon-lítio. A tecnologia da Anton Paar pode ajudar de muitas formas: Durante a mistura da lama, agitação em excesso degrada as estruturas internas com o passar o tempo.

    Para alcançar a homogeneidade máxima sem rompimento de partículas, você poderá medir a densidade, o tamanho de partículas e o potencial zeta com os dispositivos da Anton Paar e fazer os ajustes adequados. Meça e ajuste a viscosidade da lama para torná-lo facilmente bombeável e armazene bem sem sedimentação. 

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    Revestimento e secagem

    Para garantir que a lama do eletrodo forme um filme uniforme com espessura de revestimento homogênea, a fim de garantir a capacidade de recarga adequada durante a vida útil da bateria, use um reômetro Anton Paar para análises detalhadas.

    As investigações com reômetros e viscosímetros ajudam a adequar o processo de aplicação ao ajustar a vazão e a geometria do bico Injetor, para alcançar uma recuperação estrutural otimizada da lama após a aplicação. Isto permite o nivelamento ideal e evita afundamento, resultando em espessura consistente da camada, o que é fundamental para criação de baterias menores.

    Ao medir a aderência da camada com instrumentos de teste de arranhões, você pode executar etapas para garantir que os eletrodos não sofram delaminação.

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    Calandragem / corte de eletrodos / montagem de células

    O processo de calandragem possui impacto significativo na estrutura dos poros e, portanto, na estrutura eletroquímica da células de bateria de íon-lítio. Para otimizar os materiais usados, além dos parâmetros de processos, é importante quantificar a porosidade e as propriedades nanomecânicas na película colada de eletrodo / eletrodo prensado.

    Isso pode ser feito ao medir o volume e a distribuição do tamanho dos poros usando porosímetros de intrusão de mercúrio da Anton Paar ou avaliar as propriedades mecânicas em escala nanométrica usando o AFM Tosca da Anton Paar.

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    Preenchimento e formação de eletrólito

    Antes de preencher os eletrólitos, sua qualidade deve ser verificada para evitar fornecer uma bateria com desempenho abaixo do esperado. A medição da densidade é uma forma confiável de verificar se a composição do eletrólito corresponde aos requisitos e especificações.

    Durante o processo de preenchimento, um reômetro pode ajudar a descobrir como ajudar a geometria do bico injetor e a potência da bomba.

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  • Encontre sua solução

    SoluçãoO seu benefícioInstrumento

    Você precisa melhorar o comportamento de carga/descarga, capacidade, ou densidade de potência.

    Meça o tamanho das partículas com difração de laser e DLS, ou investigue a nanoestrutura de seu eletrodo utilizando espalhamento de raios-X a baixo ângulo.

    Ao adaptar a distribuição do tamanho de partículas do material do eletrodo, os parâmetros de desempenho podem ser otimizados. Entender como seu eletrodo interage com o eletrólito ajuda a melhorar a capacidade e a vida útil da bateria.

     

    Você precisa garantir que os materiais entregues sejam os pedidos, sejam limpos e puros, tenham a concentração certa e que os resultados das medições obedeçam às informações sobre a matéria-prima fornecida.

    Meça a densidade como uma verificação de qualidade rápida e conveniente em todas as matérias-primas líquidas.

    Análise rápida, automatizada, precisa e segura de todas as matérias-primas líquidas evita erros em P&D e garante o desempenho ideal da bateria.

     

    Você precisa entender as propriedades dos materiais usados na lama de eletrodos para garantir que a mistura de lama tenha a composição e consistência corretas.

    Verifique a densidade, viscosidade, viscoelasticidade e comportamento tixotrópico de materiais da lama para garantir a consistência e a qualidade.

    Estas verificações de viscosidade e densidade proporcionam rastreabilidade e resultados significativos em economia de material, custo e tempo.

     

    É desejável reduzir a quantidade de amostras de lama necessárias para análise para obter resultados mais rápidos e reduzir os custos de tempo e material.

    Meça a densidade com um densímetro de bancada.

    Verificações rápidas da densidade requerem uma pequena quantidade de lama que economiza dinheiro sem comprometer os resultados de pesquisa.

     

    É desejável minimizar o risco de falha dos eletrodos devido à pouca aderência do revestimento.

    Determine o potencial zeta, pois está correlacionado à aderência do revestimento.

    Conhecer o potencial zeta permite otimizar as características de superfície para alcançar a aderência ideal, o que reduz a possibilidade de falha dos eletrodos.

    • SurPASS 3
     

    É desejável produzir células com melhor retenção de capacidade de carga.

    Meça a distribuição de tamanho de micro e mesoporo por adsorção de gás.

    Com base nestes resultados, você poderá otimizar a nanoestrutura dos materiais para melhorar a difusão e reduzir as mudanças de volume no eletrodo de trabalho.

     

    É desejável produzir células de íon-lítio com desempenho previsível e reprodutível de carga/descarga.

    Meça a área da superfície por adsorção de gás.

    Com o conhecimento da área de superfície, ela pode ser ajustada para alcançar as características apropriadas de corrente dos sólidos de eletrodo.

     

    É desejável o contato partícula-partícula consistente para alcançar resistência entre partículas mais baixa, para confecção de eletrodos mais finos.

    Meça a densidade compactada.

    Os resultados podem ser usados para otimizar a densidade de empacotamento de partículas.

     

    É desejável minimizar o risco de falha nos separadores devido ao uso de materiais inadequados.

    Meça o tamanho através dos poros por porometria capilar.

    Com esta análise, materiais inadequados podem ser facilmente identificados e rejeitados.

     

    É desejável minimizar o risco de falha nos separadores devido à umectação incompleta.

    Determine o potencial zeta, pois está correlacionado à umectação.

    Você poderá usar essa informação para evitar resistência parasítica na interface do separador/eletrodo devido à umectação incompleta.

    • SurPASS 3
     

    É necessário otimizar a densidade da energia do eletrodo.

    Meça a condutividade elétrica local na escala do nanômetro pela microscopia de força atômica.

    Otimize o desempenho do eletrodo em termos de capacidade e densidade de energia ao ajustar a razão de diversos componentes funcionais com base nos parâmetros nanoelétricos.

     

    É necessário desenvolver eletrodos de alto desempenho que permitam carregamento e descarregamento rápido em uma ampla faixa de temperatura.

    Meça a viscosidade do seu eletrólito com um viscosímetro de esferas rolantes

    Saber qual é a viscosidade permite a sintonia fina da condutividade iônica do eletrólito.

     

    Você está interessado na segurança térmica de suas baterias de íon-lítio.

    Realize medições de ponto de fulgor em seus eletrólitos durante o uso

    Ao determinar o ponto de fulgor de seus eletrólitos, pode-se otimizar o comportamento de segurança térmica e o desempenho de suas baterias.

     

    É necessário encontrar e desenvolver novos materiais de bateria

    Realize suas reações de síntese com segurança em um reator de micro-ondas a 300 °C e 80 bar

    Produção altamente eficiente e produção segura de novos materiais de bateria que proporcionam desempenho avançado de bateria. Ao combinar a síntese com a espectroscopia Raman, é possível otimizar o tempo de reação para aumentar a eficiência.

     

    Você deve garantir que seus pós brutos tenham o tamanho da partícula apropriado para maior processamento.

    Analise o tamanho de partículas e a distribuição do tamanho de partículas.

    Conhecer estes parâmetros principais ajuda a decidir quando continuar a processar ou rejeitar o material.

     

    É desejável reduzir a variabilidade de seus resultados de análise de pó.

    Use amostragem representativa por estriamento rotativo.

    Quando as amostras são representativas, você economiza tempo, porque são necessárias menos análises repetidas para obter resultados mais representativos e mais precisos.

     

    Você deseja garantir o manuseio consistente de pós.

    Meça a densidade compactada.

    Esta medida permite identificar lotes de pó que se comportem de forma diferente.

     

    É desejável produzir células de íon-lítio com desempenho previsível e reprodutível de carga/descarga.

    Meça a área da superfície por adsorção de gás.

    As características atuais dos sólidos de eletrodos podem ser ajustadas para melhorar o desempenho de carga/descarga.

     

    É desejável otimizar o tamanho da embalagem e o espaço livre de eletrólito para obter a melhor densidade de volume/massa possível.

    Meça a densidade real através de picnometria de gás.

    Melhoria na densidade de massa/volume permite redução do tamanho da embalagem.

     

    É desejável definir uma formulação consistente de lama e comportamento previsível da lama.

    Meça a área da superfície por adsorção de gás.

    Os custos de materiais são reduzidos, com garantia de qualidade consistente.

     

    Como gerente de qualidade da produção de baterias íon-lítio, é necessário garantir um controle de qualidade rápido dos eletrólitos.

    Meça o índice de refração ou a concentração dos eletrólitos, independente de ser um líquido ou polímero.

    A produção de baterias com taxa de eficiência ideal é garantida.

     

    Deve-se garantir que os materiais entregues sejam exatamente os pedidos, estejam puros e limpos, sem desperdício de material caro na análise ou abertura do recipiente.

    Meça um espectro Raman e compare com um espectro de biblioteca definido para verificar as matérias primas recebidas, mesmo em sólidos como materiais de membrana e grafenos.

    Análise rápida, precisa e não invasiva, mesmo através da embalagem.

     

    Você deseja otimizar sua preparação da amostra para a análise elemental posterior.

    Faça a digestão de suas amostras com um sistema de micro-ondas.

    Amostra perfeitamente preparada e reproduzível para análise elementar posterior.

     

    É desejável descobrir se a matéria-prima do eletrodo forma aglomerados.

    Meça o tamanho de partícula.

    Com este conhecimento, o desempenho do eletrodo pode ser otimizado ao modificar ou trocar matérias-primas.

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
    • PSA
     

    É desejável entender a tendência de agregação da dispersão de lama do ânodo e catodo.

    Meça o potencial zeta por ELS.

    Use os resultados para formular uma dispersão estável de lama e otimizar o desempenho do eletrodo.

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
     

    Você deseja evitar a agitação desnecessária da lama determinando o tempo necessário para alcançar a homogeneidade.

    Meça a densidade, viscosidade, viscoelasticidade e comportamento tixotrópico.

    Estas medições indicam a quantidade certa de mistura necessária para otimizar parâmetros como velocidade, tempo e temperatura, e economizar em custos de material.

     

    É desejável bombear a lama para fora do tanque de forma suave e fácil.

    Determine as viscosidades dependentes da taxa de cisalhamento e o ponto de escoamento.

    Saber a potência necessária de bombeamento possibilita escolher uma bomba adequada, ou ajustar a formula para obter melhor capacidade de bombeamento.

     

    É desejável encontrar a consistência perfeita de lama que pode ser facilmente armazenada e usada mesmo após algum tempo sem perda de qualidade.

    Teste a estabilidade da sedimentação da lama ao realizar testes de viscoelasticidade e medições de potencial zeta.

    Com este conhecimento, etapas podem ser tomadas para evitar a sedimentação de partículas com o tempo e a homogeneidade pode ser mantida.

     

    O revestimento dos eletrodos sofre delaminação precocemente.

    Meça a adesão de diferentes revestimentos usando o Analisador de Resistência a Riscos.

    Os resultados permitem a verificação cruzada para averiguar se a mudança nos parâmetros de revestimento melhorou ou prejudicou a delaminação.

     

    É desejável melhorar o processo de revestimento e obter formação perfeita de camadas.

    Meça a tixotropia e a recuperação estrutural.

    A curva de resultados mostra o tempo de recuperação da lama após a aplicação e ajudar a descobrir como alcançar um bom nivelamento de superfície.

     

    É desejável obter densidade de massa/volume otimizada na embalagem da bateria fabricada.

    Meça a densidade real através de picnometria de gás.

    O resultado permite o ajuste adequado da fórmula e os parâmetros de processo conforme necessário.

     

    É desejável definir o tamanho do poro e o volume do poro de suas películas / eletrodos prensados colados

    Meça o volume quantitativo do poro e a distribuições de tamanho dos poros dos eletrodos secos pela porosimetria de intrusão de mercúrio.

    Utilizar este conhecimento, os materiais e os parâmetros do processo podem ser especificados.

     

    É necessário avaliar a integridade mecânica do produto terminado na escala nanométrica para otimização da composição do material.

    Meça as propriedades mecânicas locais na escala do nanômetro pela microscopia de força atômica.

    Com base na distribuição do comportamento nanomecânico, o desempenho do eletrodo pode ser otimizado ao ajustar a razão dos diferentes componentes funcionais,

     

    É necessário verificar a qualidade dos eletrólitos antes de preencher.

    Realize verificações rápidas de qualidade nos eletrólitos preenchidos para garantir a qualidade e reduzir o risco de problemas resultantes de materiais de base de má qualidade.

    A partir de uma verificação confiável de composição de eletrodos, a medição de densidade é a solução ideal para evitar a entrega de baterias com baixo desempenho, correspondendo aos requisitos e especificações.

     

    Como o bico injetor para o processo de preenchimento de eletrólitos deve ser projetado?

    Realize medições de viscosidade e determine o ponto de vazão para ajustar a geometria do bico injetor e a potência da bomba.

    O preenchimento ideal das baterias é alcançado sem derramamento, gotejamento ou formação de bolhas de ar.

     

    Você não encontrou sua situação específica? A Anton Paar ainda tem a solução para o seu desafio. Entre em contato conosco para mais informações. 

  • 3 anos de garantia

    • Em vigor a partir de 1 de janeiro de 2020, todos os instrumentos novos da Anton Paar* inclui reparos por 3 anos.
    • Os clientes evitam custos imprevistos e sempre podem confiar no seu instrumento.
    • Juntamente com a garantia, oferecemos um amplo conjunto de serviços adicionais e opções de manutenção.

    * Devido à tecnologia usada, alguns instrumentos exigem manutenção de acordo com um cronograma. Respeitar o cronograma de manutenção é um pré-requisito para a garantia de 3 anos.

    Saiba mais

  • Fabricação e manutenção de baterias de chumbo ácido

    Para produzir, fazer manutenção ou consertar baterias de chumbo ácido, você precisa saber a concentração de ácido sulfúrico na bateria e também o nível de carga.

    Produção e pesquisa de célula de combustível de hidrogênio

    Para alcançar o melhor desempenho de célula de combustível, é necessário entender as propriedades físico-químicas dos seus componentes ativos e projetá-las para maior aproveitamento. A Anton Paar possui a tecnologia necessária para otimizar cada componente.

  • Automação para seus laboratórios de CQ e P&D

    A Anton Paar oferece soluções totalmente automatizadas e personalizáveis para suas necessidades.

    Reômetro de Alta Capacidade de Processamento (HTR)

    O HTR inclui um reômetro MCR completo e é a solução totalmente automatizada para seus testes reológicos, a partir da identificação da amostra até a limpeza da geometria.

    Benefícios

    • Medições reológicas totalmente automatizadas de materiais e pastas com eletrodos
    • Testes de alta capacidade de processamento para tempo de mercado mais rápido e controle de qualidade melhorado
    • Corte e limpeza automatizada de amostras para alta reprodutibilidade
    • Redução de erro humano a zero
    • Análise reológica ininterrupta
    • Comunicação bidirecional com seu sistema LIMS garantindo acesso rápido aos dados, flexibilidade e integridade dos dados.

    Plataforma de Alto Processamento HTX

    O HTX da Anton Paar é a plataforma de última geração para o fluxo de trabalho automatizado de seu laboratório. A preparação da amostra e os diferentes aspectos de análise são combinados em uma solução automatizada customizada.

    Benefícios

    • Um sistema fornece análise automatizada (p.ex.: densidade, tamanho de partícula, pH, viscosidade, e mais) de seus materiais e pastas de eletrodo
    • Preparação da amostra e testes da forma mais rápida
    • Segurança para funcionários que lidam com substâncias perigosas
    • Redução de erro humano a zero
    • Sistema funcionando de forma ininterrupta
    • Comunicação bidirecional com seu LIMS que garante máxima flexibilidade em termos de fluxo de trabalho diferentes para preparação de amostras