• Produktion von Lithium-Ionen-Batterien

    Wie Sie in der Forschung und Produktionsüberwachung die Qualität Ihrer Elektroden, Elektrolyte und Lithium-Ionen-Zellen sicherstellen

  • Damit Sie Lithium-Ionen-Batterien von höchster Qualität herstellen können, bietet Anton Paar unter anderem Lösungen für die Charakterisierung von Aktivmaterialien im Zuge der Materialforschung, für die Qualitätskontrolle von Rohstoffen sowie für die Qualitätsprüfung von Elektrolyten und Lösungsmitteln.

    Unsere Messgeräte zeigen Ihnen, welche Auswirkungen Partikelgröße, Porosität, Dichte, Viskosität, Viskoelastizität und Adhäsion der Materialien auf das Verhalten und die Leistungsfähigkeit Ihrer Batteriezellen haben. Mit diesem Wissen können Sie die Parameter optimieren und leistungsfähige Endprodukte herstellen.

    Von der Forschung bis zur Produktion

    Forschung an Batteriematerialien

    Anton Paar ist Ihr starker Partner in der Materialforschung. Mit unseren Geräten können Sie die Flüssigkeitsdichte und Stampfdichte sowie die Partikelgröße bestimmen, um Leistungsparameter zu optimieren.

    Die Messung der Porengröße und der Partikelgrößenverteilung ermöglicht es Ihnen, die Eigenschaften der Arbeitselektrode zu optimieren. Messen Sie mit Geräten von Anton Paar die wahre Dichte und Sie wissen, ob Masse/Volumendichte in Ihrem Batteriepack stimmen, sodass Sie die Zelle für Anwendungen optimieren können, bei denen entweder Masse oder Volumen kritisch sind.

    Wenn Sie an Separatorenausfällen forschen ist es wichtig, die Größe der Durchgangsporen zu kennen, sodass Sie ungeeignete Materialien von Anfang an identifizieren und ausschließen können. 

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    Qualitätskontrolle eingehender Materialien

    In der Eingangsqualitätskontrolle stellen Sie sicher, dass nur qualitativ hochwertige Rohstoffe in die Produktion gelangen.

    In einem wichtigen ersten Schritt unterstützen Sie Geräte von Anton Paar bei der repräsentativen Probenahme, sodass Sie die Variabilität Ihrer Pulveranalyseergebnisse erheblich verringern und Ihre Entscheidungsgrundlage erheblich verbessern können. Die Messung der Partikelgröße des Elektroden-Rohmaterials minimiert das Risiko, dass gesamte Produktionschargen verworfen werden müssen.

    Durch Stampfdichtemessung an Pulvern werden Pulverpartien mit unterschiedlichem Verhalten identifiziert, sodass Sie Maßnahmen ergreifen können, um eine konsistente Pulverhandhabung sicherzustellen. Messen Sie die Durchgangsporengröße, um geeignete Materialien auszuwählen und das Risiko eines Separatorausfalls zu minimieren. Mit einer Dichtemessung können Sie Lösungsmittel und flüssige Reagenzien identifizieren und deren Qualität überprüfen.

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    Slurry-Herstellung

    Die richtige Slurry-Mischung ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Herstellung von Lithium-Ionen-Zellen. Die Technologie von Anton Paar kann Ihnen in vielerlei Hinsicht helfen: Beim Mischen des Slurrys führt zu intensives Rühren mit der Zeit zu einer Degradierung.

    Um die maximale Homogenität zu erreichen, ohne Partikel zu zerbrechen, können Sie die Dichte, Partikelgröße und das Zetapotenzial des Slurrys mit Anton Paar-Geräten messen und erforderliche Justierungen vornehmen. Messen und optimieren Sie die Viskosität des Slurrys, so dass er leicht pumpbar ist und ohne Sedimentation gut gelagert werden kann. 

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    Beschichten und Trocknen

    Mit einem Rheometer von Anton Paar analysieren Sie Elektroden-Slurrys eingehend und stellen sicher, dass der Slurry einen gleichmäßigen Film mit homogener Schichtdicke bildet, sodass eine ordnungsgemäße Wiederaufladbarkeit der Batterie über die gesamte Lebensdauer gewährleistet werden kann.

    Untersuchungen mit Rheometern und Viskosimetern helfen Ihnen, den Prozess des Auftragens durch Anpassung der Durchflussrate und Düsengeometrie zu optimieren, um eine optimale Strukturerholung des Slurrys nach dem Auftragen sicherzustellen. Dies ermöglicht eine ideale Nivellierung und verhindert ein Ablaufen des Slurrys. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Schichtdicke, was besonders für die Herstellung kleinerer Batterien von entscheidender Bedeutung ist.

    Durch die Messung der Folienadhäsion mit Ritzprüfgeräten sind Sie in der Lage, Maßnahmen zu treffen, die ein Entlaminieren der Elektrode verhindern.

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    Kalandrieren / Schneiden der Elektroden / Zellfertigung

    Der Vorgang des Kalandrierens hat einen wesentlichen Einfluss auf die Porenstruktur und damit die elektrochemische Leistung von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Um die verwendeten Materialien sowie Ihre Prozessparameter zu optimieren, ist es wichtig, die Porosität der beschichteten Elektrodenfolie/gepressten Elektrode zu bestimmen.

    Messen Sie dazu das Porenvolumen und die Porengrößenverteilung mit einem Quecksilberporosimeter von Anton Paar.

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    Elektrolytbefüllung und Formation

    Vor dem Befüllen der Elektrolyte sollte ihre Qualität überprüft werden. Eine mindere Elektrolytqualität führt zu schlechter Batterieleistung. Die Dichtemessung ist ein zuverlässiger Weg, um zu überprüfen, ob die Elektrolytzusammensetzung den Anforderungen und Spezifikationen entspricht. 

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  • Finden Sie Ihre ideale Lösung

    Lösung Ihre Vorteile Messgerät

    Sie müssen das Ladungs- und Entladungsverhalten, die Kapazität oder die Leistungsdichte verbessern.

    Messen Sie die Partikelgröße mit Laserbeugung und DLS.

    Durch Anpassung der Partikelgrößenverteilung können die Leistungsparameter des Elektrodenmaterials optimiert werden.

    Sie müssen sicherstellen, dass die gelieferten Materialien der Bestellung entsprechen, sauber und rein sind, die richtige Konzentration aufweisen und die Messwerte mit den Angaben der gelieferten Rohmaterialien übereinstimmen.

    Messen Sie die Dichte, um die Qualität aller flüssigen Rohmaterialien zu kontrollieren.

    Eine schnelle, genaue und sichere Analyse aller flüssigen Rohmaterialien verhindert Fehler in der F&E und sorgt für eine ideale Batterieleistung.

    Sie müssen die Materialeigenschaften von Elektroden-Slurry verstehen, um sicherzustellen, dass die Slurry-Mischung die richtige Zusammensetzung und Konsistenz aufweist.

    Prüfen Sie die Dichte, Viskosität, Viskoelastizität und das thixotrope Verhalten von Slurries, um Konsistenz und Qualität zu gewährleisten.

    Dichte- und Viskositätsprüfungen sind rückverfolgbar und helfen Ihnen, Material, Kosten und Zeit zu sparen.

    Sie möchten die Probenmenge für die Slurry-Analyse reduzieren, um schnelle Ergebnisse zu erzielen und Zeit und Materialkosten zu sparen.

    Messen Sie die Dichte mit einem Labor-Dichtemessgerät.

    Schnelle Dichteprüfungen erfordern nur geringe Slurry-Probenmengen. Das spart Kosten, ohne die Forschungsergebnisse zu beinträchtigen.

    Sie möchten das Risiko eines Elektrodenausfalls aufgrund schlechter Haftfestigkeit der Beschichtung minimieren.

    Bestimmen Sie das Zetapotenzial, da dieses mit der Haftfestigkeit der Beschichtung korreliert.

    Wenn Sie das Zetapotenzial kennen, können Sie die Oberflächeneigenschaften optimieren, um eine optimale Haftfestigkeit zu erreichen und das Risiko eines Elektrodenausfalls zu minimieren.

    Sie möchten die Ladekapazität Ihrer Batteriezellen verbessern.

    Messen Sie die Mikro- und Mesoporengrößenverteilung mittels Gasadsorption.

    Auf Basis dieser Ergebnisse können Sie die Nanostruktur der Materialien optimieren, um die Diffusion zu verbessern und Volumenänderungen in der Arbeitselektrode zu reduzieren.

    Sie wollen Lithium-Ionen-Zellen mit vorhersehbarer und reproduzierbarer Ladungs-/Entladungsleistung produzieren.

    Messen Sie die spezifische Oberfläche durch Gasadsorption.

    Kennt man die spezifische Oberfläche, kann sie angepasst werden, um die gewünschten Leiteigenschaften der Elektrodenfeststoffe zu erzielen.

    Sie möchten einen konstanten und verbesserten Partikel-Partikel-Kontakt erzielen, um einen geringeren interpartikulären Widerstand zu erreichen und dünnere Elektroden herzustellen.

    Messen Sie die Stampfdichte.

    Die Ergebnisse können verwendet werden, um die Partikelpackungsdichte zu optimieren.

    Sie möchten das Risiko eines Separatorausfalls verursacht durch die Verwendung ungeeigneter Materialien minimieren.

    Messen Sie die Porendurchgangsgröße mittels Kapillarporometrie.

    Mit dieser Analyse können ungeeignete Materialien leicht identifiziert und verworfen werden.

    Sie möchten das Risiko eines Separatorausfalls durch unvollständige Benetzung minimieren.

    Bestimmen Sie das Zetapotenzial, da es mit dem Benetzungsverhalten korreliert.

    Durch Kenntnis des Zetapotenzials können Sie Maßnahmen treffen, um einen parasitären Widerstand, der durch unvollständige Benetzung an der Separator/Elektroden-Grenzfläche entsteht, zu vermeiden.

    Sie möchten die Porengröße und das Porenvolumen Ihrer Elektrodenfolien/gepressten Elektroden bestimmen.

    Messen Sie die quantitative Porenvolumen- und Porengrößenverteilung von Trockenelektroden durch Quecksilberporosimetrie.

    Mithilfe dieses Wissens können Materialien und Prozessparameter spezifiziert werden.

    Sie möchten sicherstellen, dass Ihre Rohpulver die richtige Partikelgröße für die weitere Verarbeitung haben.

    Analysieren Sie die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung.

    Diese zentralen Parameter helfen Ihnen bei der Entscheidung, das Material weiterzuverarbeiten oder zu verwerfen.

    Sie möchten die Schwankungsbreite Ihrer Pulveranalyse-Ergebnisse reduzieren.

    Erstellen Sie repräsentative Probenmengen mit einem Rotationsprobenteiler.

    Repräsentative Proben sparen Zeit, weil weniger Wiederholanalysen erforderlich sind, und die Ergebnisse nicht nur repräsentativer, sondern auch präziser sind.

    Sie möchten eine konsistente Pulveranalyse sicherstellen.

    Messen Sie die Stampfdichte.

    Diese Messung ermöglicht es Ihnen, Pulverpartien mit unterschiedlichem Verhalten zu identifizieren.

    Sie möchten, dass Ihre Li-Ionen-Zellen eine vorhersehbare und reproduzierbare Ladungs-/Entladungsleistung aufweisen.

    Messen Sie die spezifische Oberfläche durch Gasadsorption.

    Die Leiteigenschaften der Elektrodenfeststoffe können so angepasst werden, dass sie die Lade- und Entladeleistung verbessern.

    Sie möchten die Packungsgröße und den freien Elektrolytraum durch bestmögliche Masse/Volumendichte optimieren.

    Messen Sie die wahre Dichte mittels Gaspyknometrie.

    Die verbesserte Masse/Volumendichte ermöglicht eine Reduktion der Packungsgröße.

    Sie möchten eine konsistente Slurry-Formulierung definieren und die Charakteristika des Slurry kennen.

    Messen Sie die spezifische Oberfläche durch Gasadsorption.

    Die Materialkosten werden reduziert und eine gleichbleibende Qualität wird sichergestellt.

    Sie möchten herausfinden, ob das Elektrodenrohmaterial Aggregate formt.

    Messen Sie die Partikelgröße.

    Mit diesem Wissen kann die Leistungsfähigkeit der Elektroden durch Modifizierung oder Austausch von Rohmaterialien optimiert werden.

    Sie möchten die Aggregationsneigung der Anoden- und Kathoden-Dispersionen verstehen.

    Messen Sie das Zetapotenzial mit ELS.

    Nutzen Sie die Ergebnisse, um eine stabile Dispersion zu definieren und die Elektrodenleistung zu optimieren.

    Sie möchten ein unnötiges Aufrühren des Slurry vermeiden, indem Sie die Zeit bestimmen, in der eine Homogenität erreicht wird.

    Messen Sie die Dichte, Viskosität, Viskoelastizität und das thixotrope Verhalten.

    Diese Messungen lassen Rückschlüsse auf die Mischeigenschaften zu, um Parameter wie Geschwindigkeit, Zeit und Temperatur zu optimieren und Materialkosten zu sparen.

    Sie wollen den Slurry problemlos aus einem Tank pumpen.

    Bestimmen Sie die scherratenabhängigen Viskositäten und die Fließgrenze.

    Kennen Sie die erforderliche Pumpleistung, ist es möglich, eine geeignete Pumpe zu wählen oder die Formulierung für eine bessere Pumpbarkeit anzupassen.

    Sie möchten die perfekte Slurry-Konsistenz finden, die lagerstabil ist und auch nach längerer Lagerung leicht und ohne Qualitätsverlust weiterverarbeitet werden kann.

    Testen Sie die Sedimentationsstabilität des Slurry mit Viskoelastizitätstests und Zetapotenzialmessungen.

    Mit diesem Wissen können Maßnahmen getroffen werden, um eine zeitabhängige Sedimentation von Partikeln zu verhindern und Homogenität zu erhalten.

    Die Beschichtung auf den Elektroden löst sich zu früh.

    Messen Sie die Adhäsion verschiedener Beschichtungen mit Ritzprüfern.

    Mit diesen Ergebnissen können Sie prüfen, ob eine Änderung der Beschichtungsparameter die Delaminierung verbessert oder verschlechtert.

    Sie möchten den Beschichtungsprozess verbessern und eine optimale Schicht auftragen.

    Messen Sie die Thixotropie und Strukturerholung.

    Die Ergebniskurve zeigt die Erholzeit nach dem Auftragen und hilft Ihnen herauszufinden, wie eine gute Oberflächenqualität erreicht werden kann.

    Sie wollen ein Batteriepack mit optimierter Masse/Volumendichte herstellen.

    Messen Sie die wahre Dichte mittels Gaspyknometrie.

    Das Ergebnis ermöglicht die korrekte Anpassung der Formulierung und der Prozessparameter.

    Wie muss die Düse für die Elektrolyt-Befüllung aussehen?

    Führen Sie Viskositätsmessungen durch und bestimmen Sie die Fließgrenze, um die Düsengeometrie und die Leistung der Pumpe anzupassen.

    Sie stellen damit sicher, dass die Batterie ohne Spritzen, Tropfen und Bildung von Luftblasen befüllt wird.

    Ihre spezifische Fragestellung ist nicht angeführt? Anton Paar bietet Ihnen noch mehr Lösungen. Kontaktieren Sie uns für nähere Informationen. 

  • 3-Jahres-Garantie

    • Alle Anton Paar Geräte*, die nach dem 1. Jänner 2020 erworben werden, erhalten drei Jahre Garantie.
    • Für Kunden entstehen keine unvorhersehbaren Kosten. Sie können sich stets auf Ihr Gerät verlassen.
    • Ergänzend zur Garantie ist ein breites Portfolio an Zusatzleistungen und Wartungsoptionen erhältlich.

    * Technologiebedingt sind Wartungsarbeiten gemäß Wartungsplan für manche Geräte erforderlich. Die Einhaltung des Wartungsplans ist Voraussetzung für drei Jahre Garantie.

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  • Fertigung und Wartung von Bleiakkus

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    Forschung und Produktion von Wasserstoff-Brennstoffzellen

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