• 锂离子电池生产

    如何通过研究和生产监控确保电极、电解质和锂离子电池的高品质

  • 为帮助您实现锂离子电池的最高品质,安东帕提供各种解决方案,用于对电池材料研究过程中使用的活性材料进行特性分析,检查原材料,并在使用之前验证电解质和溶剂的质量等操作。

    我们的仪器将帮助您了解材料的粒径、孔隙度、密度、黏度、黏弹性和附着力会如何影响电池的特性和性能,这样您就可以调整这些参数,以生产出最佳成品。

    从研究到生产

    电池材料研究

    安东帕是您进行电池材料研究的强大合作伙伴。使用我们的仪器确定液体和堆积密度、表面积、粒度、局部电导率、形貌和表面粗糙度,可以优化性能参数。您甚至可以使用我们的仪器原位跟踪电化学过程,以最大限度地提高容量和性能。

    通过测量孔径和粒径分布,您可以优化工作电极的特性。使用安东帕设备测量真实密度可以帮助您了解电池包装的适当质量/体积密度,这样您就可以针对质量或体积至关重要的应用优化电池。对于预防分离器故障的研究,了解通孔孔径意味着可以在一开始就识别和拒绝不合适的材料。了解电极在纳米水平上的工作原理,有助于优化电极材料和电极设计,从而延长电池的使用寿命和容量。

    如果产品的热安全行为是研究的重要部分,请测量闪点来获得有价值的信息。对于高性能电解质,对粘度的了解可以提高电解质的离子电导率。在寻求用于阳极、阴极和隔板的新型材料过程中,微波合成开创了前所未有的反应条件,产生了新结构。

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    进样质量控制

    进样质量控制可确保生产过程中只接受和使用最优质的原材料。作为重要的第一步,安东帕的代表性取样设备可确保作为您决策依据的结果来自于代表性样品,从而帮助您大幅减少粉体分析结果的可变性。

    测量电极原材料的粒径有助于最大限度降低拒绝整个生产批次的风险。对粉体进行振实密度测量可识别特性不同的粉体批次,以便您采取措施确保粉体处理的一致性。测量通孔孔径后,您可以只选择适用的材料,以最大限度降低分离器故障的风险。

    通过密度测量,您可以识别溶剂和液体试剂,并验证其质量。对于半固体和固体,例如聚合物基电解质,可以使用折光仪测量折射率或浓度。当材料价格昂贵或在容器中运输时,可以使用拉曼光谱仪透过包装进行鉴别,而无需打开容器。

    锂离子电池化合物的元素分析采用 ICP-OES 进行成分分析,采用 ICP-MS 进行污染分析。对于这两种技术,都需要充分消化样品,这只能通过微波辅助酸消化来实现。

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    浆料制备

    适当混合浆料是成功生产锂离子电池的前提条件。安东帕 的技术可以在多个方面帮助您实现这一目标:在混合浆料期间,不必要的搅拌会随着时间的推移导致内部结构降解。

    为了在不使颗粒破裂的情况下实现最大均匀性,您可以使用安东帕 设备测量浆料的密度、粒径和 zeta 电位,然后进行适当的调整。测量和调整浆料的黏度,使其在不出现沉降的情况下易于泵送和储存。 

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    涂层和干燥

    为确保电极浆料形成一层均匀的膜且涂层厚度均匀,以保证电池在其使用寿命期间具有适当的可充电性能,请使用安东帕流变仪进行深入分析。

    使用流变仪和黏度计进行研究可通过调整流速和喷嘴几何形状帮助您微调应用过程,以便在应用后实现优化的浆料结构恢复性能。这样就可以实现理想的流平特性,并防止出现流挂,从而获得均匀一致的层厚度,这对于小型电池生产至关重要。

    通过使用划痕测试仪测量层的附着性,您可以采取相应措施确保电极不会脱落。

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    辗压/切割电极/电池组件

    辗压过程对孔结构有很大的影响,从而会影响锂离子电池的电化学性能。为优化所用材料以及工艺参数,量化粘贴电极箔/压制电极的孔隙率和纳米机械性能非常重要。

    您可以通过使用安东帕的压汞孔隙度仪测量孔体积和孔径分布,或通过使用安东帕的 Tosca AFM 评估纳米级机械性能实现到这一点。

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    电解质的填充和形成

    填充电解质之前,应检查其质量,以避免交付性能差的电池。密度测量是检查电解质组成是否符合要求和规范的一种可靠方法。

    在填充过程中,流变仪可以帮助您了解如何调整喷嘴的几何形状和泵的功率。

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  • 找到适合您的解决方案

    解决方案您将获得的优势仪器

    您需要改进充电/放电性能、容量或功率密度。

    使用激光衍射和 DLS 测量粒径,或使用小角度 X 射线散射研究电极的纳米结构。

    通过调整电极材料的粒径分布,可优化性能参数。了解电极与电解质的相互作用方式将有助于提高电池容量和使用寿命。

     

    您需要确保所交付的材料为订购的材料,纯净,浓度适当,且测量结果符合所提供原材料的相关信息。

    测量所有液体原材料的密度,将其作为一种快捷方便的质量检查方法。

    快速、准确、自动化和安全地分析所有液体原材料,可避免研发误区,并可确保实现理想的电池性能。

     

    您需要了解电极浆料中所用材料的特性,以确保浆料混合物具有正确的组成和稠度。

    检查浆料的密度、黏度、黏弹性和触变性,以确保浆料的稠度和质量。

    这些密度和黏度检查具有可追溯性,并且可大幅节省材料、成本和时间。

     

    您希望减少进行分析所需的浆料样品量,以快速地获取结果,减少时间和材料成本。

    使用台式密度计测量密度。

    快速密度检查只需要少量的浆料,这可在不影响研究结果的情况下节省资金。

     

    您希望最大限度减少由于涂层附着力差导致的电极故障风险。

    测定 zeta 电位,因为它与涂层附着力相关联。

    了解 zeta 电位可优化表面特性,从而实现最佳附着力,这样就不太可能导致电极故障。

    • SurPASS 3
     

    您希望生产出蓄电量性能更高的电池。

    使用气体吸附法测量微孔和介孔孔径分布。

    根据这些测量结果,您可以优化材料的纳米结构,从而改进材料的扩散性能,减少工作电极的体积变化。

     

    您希望生产出具有可预测和可重现充电/放电性能的锂离子电池。

    使用气体吸附法测量表面积。

    获知表面积后,您可以调整表面积,以实现适当的固体电极电流特性。

     

    您希望改进颗粒间接触并实现一致性,以降低颗粒间的阻力和电极厚度。

    测量振实密度。

    您可以使用测量结果来优化颗粒堆积密度。

     

    您希望最大限度减少由于使用不合适的材料导致的隔膜失效风险。

    使用毛细管孔径分析仪测量通孔孔径。

    通过该分析,可轻松地识别并拒绝不合适的材料。

     

    您希望最大限度减少由于润湿不完全导致的隔膜失效风险。

    测定 zeta 电位,因为它与润湿相关联。

    您可以利用该信息来避免由于润湿不完全导致分离器/电极界面产生寄生电阻。

    • SurPASS 3
     

    您需要优化电极的能量密度。

    使用原子力显微镜在纳米尺度上测量局部电导率。

    根据纳米电参数调整不同功能成分的比例,优化电极在容量和能量密度方面的性能。

     

    您需要开发高性能电解质,使其能够在宽温度范围内快速充放电。

    用滚球式粘度计测量电解质的粘度

    对粘度的了解可以微调电解质的离子电导率。

     

    您对锂离子电池的热安全性感兴趣。

    对使用中的电解质进行闪点测量。

    通过确定电解液的闪点,可以优化电池的热安全行为和性能。

     

    您需要找到并开发新的电池材料

    在高达 300℃ 和 80 bar 的微波反应器中安全地进行合成反应

    高效安全地生产新型电池材料,提升电池性能。将合成与拉曼光谱相结合,甚至可以优化反应时间来提高效率。

     

    您希望确保原料粉体具有适当的孔径,以便于进一步加工。

    分析粒径和粒径分布。

    了解这些关键参数的信息有助于决定是否进一步加工或拒收材料。

     

    您希望减少粉体分析结果的可变性。

    利用旋转沉砂进行代表性取样。

    当样品具有代表性时,您无需进行多次重复分析以获得更具代表性和更精确的结果,从而节省时间。

     

    您希望确保粉末处理的一致性。

    测量振实密度。

    您可以利用该测量结果识别特性不同的粉体批次。

     

    您希望锂离子电池具有可预测和可重现充电/放电性能。

    使用气体吸附法测量表面积。

    您可以调整电极固体的电流特性,以提高充电/放电性能。

     

    您希望通过获得最佳质量/体积密度来优化包装尺寸以及释放电极空间。

    使用气体膨胀法测量真实密度。

    改进质量/体积密度可减小包装尺寸。

     

    您希望定义一致的浆料配方,并获得可预测的浆料特性。

    使用气体吸附法测量表面积。

    这样可降低材料成本,并确保质量的一致性。

     

    作为锂离子电池生产的质量经理,您需要保证电解质的快速质量控制。

    测量折射率或电解质的浓度,无论它是液体还是聚合物。

    保证了电池生产的理想效率。

     

    您需要确保所交付的材料是定制的,干净纯净,不会在分析或打开容器时浪费昂贵的材料。

    测量拉曼光谱,并与定义的谱库光谱进行比较,以验证进料,即使是在膜材料和石墨烯等固体上。

    快速、准确、无创的分析,甚至可以透过包装进行分析。

     

    您需要优化样品制备,用于后续元素分析。

    使用微波系统消化样品。

    为后续元素分析制备完美且可重现的样品。

     

    您希望了解电极原材料是否会形成聚集体。

    测量粒径。

    了解这一信息,您可以通过修改或更换原材料来优化电极性能。

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
    • PSA
     

    您希望了解负极和正极浆料分散体的聚集趋势。

    使用 ELS 测量 zeta 电位。

    利用测量结果配出稳定的浆料分散体,并优化电极性能。

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
     

    您希望通过确定达到均匀性所需时间来避免不必要的浆料搅拌时间。

    测量密度、黏度、黏弹性和触变特性。

    这些测量结果表明了优化参数(如速度、时间和温度)和节省材料成本所需的正确混合量。

     

    您希望轻松顺畅地从存储罐中抽取出浆料。

    测定剪切速率依赖性黏度和屈服点。

    了解所需的抽取功率有助于选择适当的泵,或调整配方以改进泵送性能。

     

    您希望找到易于储存和使用,即使在一段时间后质量也不会降低的完美浆料稠度。

    通过进行黏弹性测试和 zeta 电位测量,测试浆料的沉降稳定性。

    了解这一信息后,您可以采取措施防止颗粒随着时间推移而沉降,并保持均匀性。

     

    电极上的涂层过早脱落。

    使用划痕测试仪测量不同涂层的附着力。

    通过测量结果,您可以反复核查以确定更改涂层参数是会提高还是影响剥离强度。

     

    您希望改进涂层工艺,并形成完美的涂层。

    测量触变性和结构恢复性。

    结果曲线显示应用后浆料的恢复时间,并有助于您找出如何实现良好的表面流平特性。

     

    您希望生产的电池包装具有优化的质量/体积密度。

    使用气体膨胀法测量真实密度。

    根据测量结果,必要时可以适当地调整配方和工艺参数。

     

    您希望定义已用胶水粘住的电极箔材/压制电极的孔径和孔体积。

    使用压汞仪测量干电极的定量孔体积和孔径分布。

    获知这一信息后,可指定材料和工艺参数。

     

    为了优化材料成分,您需要在纳米尺度上评估成品的机械完整性。

    使用原子力显微镜在纳米尺度上测量局部机械性能。

    根据纳米力学行为的分布,可以通过调整不同功能组分的比例来优化电极性能,

     

    您需要在填充前检查电解质的质量。

    对填充的电解质进行快速质量检查,可以确保质量,并降低因劣质原材料导致问题的风险。

    对于可靠的电解液成分检测,密度测量是避免电池性能不佳的理想解决方案,同时又符合要求和规范。

     

    如何设计电解液填充工艺所用的喷嘴?

    进行黏度测量,并测定屈服点,以便调整喷嘴几何结构和泵功率。

    您可以实现理想的电池填充效果,且不会出现飞溅、滴液和形成气泡。

     

    没找到适合自己的情况?安东帕还有专门应对您所面临的挑战的解决方案。请联系我们获取更多信息。 

  • 3 年保修

    • 自 2020 年 1 月 1 日起,所有新安东帕仪器*都带有 3 年保修。
    • 这样,客户可以避免不可预见的成本,并可以一直信赖他们的仪器。
    • 除了保修服务,我们还提供仪器维护及各种附加服务。

    * 有些仪器因所使用的技术而需要按照维护时间表进行维护。遵守维护时间表是获得 3 年保修的前提条件。

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  • 实现研发和质量控制实验室的自动化

    安东帕为您的需求提供全自动、可定制的解决方案。

    高通量流变仪 HTR

    HTR 具有完整的 MCR 流变仪,是流变测试中从样品识别到夹具清洗的全自动解决方案。

    优势

    • 材料和电极浆料的全自动流变学测量
    • 高通量测试,可加快产品上市时间并提供更好的质量控制
    • 自动进行样品修整和清洁,实现高重现性
    • 将人为误差降至零
    • 全天候24/7不间断流变分析
    • 与 LIMS 系统的双向通信保证了快速的数据访问、灵活性和数据完整性

    高通量平台 HTX

    安东帕的 HTX 是您自动化实验室工作流程的最先进平台。样品制备和不同的分析结合成为一个定制的自动化解决方案。

    优势

    • 一个系统即可自动分析您的材料和电极浆料(例如密度、粒径、pH 值、粘度等)
    • 以最快的方式进行样品制备和测试
    • 保障处理有害物质员工的安全性
    • 将人为误差降至零
    • 系统运行 24/7
    • 与 LIMS 进行双向通信,保证了样品制备不同工作流程的最大灵活性
  • 教育资源

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    锂离子电池在线研讨会

    性能第一

    为成功地制造出电池并实现电池性能,需要将功能材料、电极、分离器和具有所需物化特性的电解质组合在一起,然后在制造工序中将固体和液体合成为亚成分,最后生产出成品电池。

    关键应用:

    • 粒径测量在电极研发和浆料制备过程中的作用
    • 密度测量对液体原材料和浆料的影响
    • 表面积和孔径测量如何有助于确保电极和分离器的设计和制造质量
    • 电极涂层的附着力
    • 骨架密度对质量/体积和孔隙度考虑的影响

    在本次在线研讨会上,您将学习到为何粒径、液体密度、固体密度和孔径在电池研发和制造过程中如此重要,以及如何进行这些测量和使用基础技术。

    语言:英语

    主持人:Martin Thomas 博士

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