• 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, a fim de otimizar os parâmetros de 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. 

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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.

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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 na película colada de eletrodo / eletrodo prensado.

    Isso pode ser feito ao medir o volume e a distribuições do tamanho dos poros usando porosímetros de intrusão de mercúrio 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. 

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    Solução O seu benefício Instrumento

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

    Meça o tamanho das partículas com difração de laser e DLS.

    Ao adaptar a distribuição do tamanho de partículas do material do eletrodo, os parâmetros de desempenho podem ser otimizados.

    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, 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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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 testadores de arranhões.

    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.

    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.

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