• 리튬 이온 배터리 생산

    연구 및 생산 모니터링을 통해 전극, 전해질 및 리튬 이온 셀의 고품질을 보장하는 방법

  • Anton Paar는 최고 품질의 리튬 이온 배터리를 제조하는 데 도움을 드리기 위해 배터리 소재 연구에서 활성 소재의 특성을 분석하고, 원료를 확인하고, 사용 전에 전해질 및 용제의 품질을 확인하는 등의 작업을 위한 솔루션을 제공합니다.

    Anton Paar 장비는 소재의 입자 크기, 다공성, 밀도, 점도, 점탄성 및 밀착력이 셀의 거동과 성능에 어떤 영향을 미치는지 파악하여 이러한 파라미터를 조정해 최고의 최종 제품을 만들 수 있도록 도와드립니다.

    연구에서 생산까지

    배터리 소재 연구

    Anton Paar는 배터리 소재 연구의 강력한 파트너입니다. 성능 파라미터 최적화를 위해 Anton Paar의 기기를 사용하여 액체 및 벌크 밀도, 표면적, 입자 크기, 국소 전기 전도도, 지형 및 표면 거칠기를 측정하십시오. Anton Paar의 기기를 사용하여 현장에서 전기 화학 공정을 수행함으로써 용량과 성능을 극대화할 수도 있습니다.

    기공 크기 및 입자 크기 분포를 측정하면 작동하는 전극의 특성을 최적화할 수 있습니다. Anton Paar의 진밀도 측정용 장치는 질량이나 부피가 중요한 응용 분야를 위해 셀을 최적화할 수 있도록 배터리 패키지의 적절한 질량/부피 밀도에 대한 정보를 제공합니다. 분리기 오류를 방지하는 연구에서 통기공 크기를 파악하면 처음부터 적합하지 않은 소재를 식별하고 거부할 수 있습니다. 전극이 나노 미터 수준에서 어떻게 작동하는지를 이해하면 전극 재료 및 전극 설계를 최적화하여 배터리의 수명과 용량을 모두 연장하는 데 도움이 됩니다.

    제품의 열 안전 거동이 연구의 중요한 부분인 경우 인화점을 측정하여 중요한 정보를 얻으십시오. 고성능 전해질의 경우 점도를 알면 전해질의 이온 전도도를 향상시킬 수 있습니다. 양극, 음극 및 분리기에서 사용될 새로운 재료를 찾을 때 마이크로파 합성은 새로운 구조로 이어지는 전례 없는 반응 조건을 제공합니다.

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    입고 품질 관리

    입고 품질 관리는 최고 품질의 원료만을 생산에 투입하여 사용하도록 보장합니다. 중요한 첫 단계로 Anton Paar의 대표 시료 처리용 장치는 결정의 근거가 되는 결과가 대표 시료에서 도출되도록 하여 분말 분석 결과의 변동성을 크게 줄일 수 있습니다.

    전극 원료의 입자 크기를 측정하면 전체 생산 배치를 거부해야 하는 위험을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 분말의 탭 밀도를 측정하면 다르게 거동하는 분말 로트를 식별하여 일정한 분말 취급을 보장하는 조치를 취할 수 있습니다. 통기공 크기를 측정하면 적합한 원료만 선택하여 분리기 오류를 최소화할 수 있습니다.

    밀도 측정을 통해 용제 및 액체 시약을 식별하고 품질을 확인할 수 있습니다. 폴리머 기반 전해질과 같은 반고체 및 고체의 경우 굴절계를 통해 굴절률 또는 농도를 측정할 수 있습니다. 재료가 비싸거나 용기에 담겨 배송되는 경우 라만 분광기를 사용하여 용기를 열지 않고 포장을 통과하여 식별할 수 있습니다.

    조성 분석을 위한 ICP-OES와 오염 분석을 위한 ICP-MS를 사용하여 리튬 이온 배터리 화합물의 원소 분석을 수행할 수 있습니다. 두 가지 기술 모두 적절하게 분해된 시료가 필요하며, 이는 마이크로파 지원 산 분해를 통해서만 달성할 수 있습니다.

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    슬러리 전처리

    올바른 슬러리 혼합은 리튬 이온 셀 제조를 성공으로 이끄는 필수 조건입니다. Anton Paar의 기술은 다양한 방식으로 도움이 될 수 있습니다. 슬러리를 혼합하는 동안 불필요한 교반은 시간이 지남에 따라 내부 구조의 성능을 떨어뜨립니다.

    입자 분해 없이 최대한의 균일성을 달성하기 위해 Anton Paar 장치로 슬러리의 밀도, 입자 크기 및 제타 전위를 측정하고 적절한 조정을 수행할 수 있습니다. 슬러리의 점도를 측정 및 조정하여 쉽게 펌핑할 수 있게 만들고 침전 없이 올바르게 보관할 수 있습니다. 

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    코팅 및 건조

    배터리 수명 기간 동안 적절한 재충전 가능성 보장을 목적으로 전극 슬러리가 균일한 코팅 두께로 균일한 필름을 형성하도록 하려면 Anton Paar 레오미터를 사용하여 심층 분석을 수행합니다.

    레오미터 및 점도계로 조사하면 유속 및 노즐 형태를 조정하여 적용 후 슬러리의 최적화된 구조적 복구를 달성하는 방식으로 응용 공정을 맞춤화하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 이상적으로 평탄화할 수 있고 늘어짐이 방지되어 소형 배터리 제작에 매우 중요한 일정한 층별 두께를 얻을 수 있습니다.

    스크래치 테스트 장비로 층의 밀착력을 측정하여 전극이 박리되지 않도록 조치를 취할 수 있습니다.

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    광내기/전극 절단/셀 조립

    광내기 공정은 기공 구조에 지대한 영향을 미치고 따라서 리튬 이온 배터리 셀의 전기화학 성능에도 큰 영향을 줍니다. 사용하는 소재뿐만 아니라 공정 파라미터를 최적화하기 위해서는 붙여 넣은 전극 포일/가압 전극에서 다공성 및 나노 기계적 특성을 정량화하는 것이 중요합니다.

    이는 Anton Paar의 수은 압입 기공률 분석기를 사용하여 기공 부피 및 기공 크기 분포를 측정하거나 Anton Paar의 Tosca AFM을 사용하여 나노 척도의 기계적 특성을 평가하여 수행할 수 있습니다.

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    전해질 주입 및 형성

    불량한 성능의 배터리를 제공하지 않기 위해 전해질을 주입하기 전에 품질을 확인해야 합니다. 밀도 측정은 전해질의 성분이 요구 사항 및 사양에 맞는지 확인하는 신뢰할 수 있는 방법입니다.

    주입 공정에서 레오미터는 노즐 형태 및 펌프 동력을 조정하는 방법을 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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  • 솔루션 찾기

    솔루션고객의 혜택기기

    충전/방전 거동, 용량 또는 분말 밀도를 개선해야 합니다.

    레이저 회절 및 DLS를 통해 입자 크기를 측정하거나 소각 X-레이 산란을 사용하여 전극의 나노 구조를 분석하십시오.

    전극의 입자 크기 분포를 조정하여 소재 성능 파라미터를 최적화할 수 있습니다. 전극이 전해질과 어떻게 상호 작용하는지를 이해하면 배터리의 용량과 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

     

    배송된 소재가 주문한 소재이고, 깨끗하고 순수한지, 올바른 농도인지 확인하고, 얻은 측정 결과가 제공된 원료에 대한 정보를 준수하는지 확인해야 합니다.

    모든 액체 원료에 대해 빠르고 편리한 품질 확인으로 밀도를 측정합니다.

    모든 액체 원료의 빠르고 정확하고 안전한 자동화 분석은 R&D의 실수를 방지하고 이상적인 배터리 성능을 보장합니다.

     

    슬러리 혼합의 정확한 성분과 농도를 보장하기 위해 전극 슬러리에 사용된 소재의 특성을 이해해야 합니다.

    밀도, 점도, 점탄성 및 요변성 거동을 확인하여 농도와 품질을 보장합니다.

    이러한 밀도와 점도 확인은 추적 가능성을 제공하고 상당한 소재, 비용 및 시간 절감 효과를 가져옵니다.

     

    빠르게 결과를 얻고 시간 및 소재 비용을 절감하기 위해 분석에 필요한 슬러리 시료의 양을 줄이려 합니다.

    벤치탑 밀도계로 밀도를 측정합니다.

    빠른 밀도 확인을 위해 소량의 슬러리만이 필요하므로 연구 결과에 지장을 주지 않으면서 비용을 절감할 수 있습니다.

     

    코팅 밀착 불량으로 인한 전극 오류 위험을 최소화하려 합니다.

    코팅의 밀착과 상관관계가 있으므로 제타 전위를 측정합니다.

    제타 전위를 파악하면 표면 특성을 최적화하여 최적의 밀착력을 달성할 수 있어 전극 오류 발생 가능성이 낮아집니다.

    • SurPASS 3
     

    충전 용량을 더 효율적으로 유지하는 셀을 생산하려 합니다.

    가스 흡착으로 미소공 및 중기공 크기 분포를 측정합니다.

    이러한 결과를 바탕으로 소재의 나노 구조를 최적화하여 작동하는 전극에서 회절을 개선하고 용량 변화를 줄일 수 있습니다.

     

    예측 가능하고 재생 가능한 충전/방전 성능을 가진 리튬 이온 셀을 생산하려 합니다.

    가스 흡착으로 표면적을 측정합니다.

    표면적을 알면 이를 조정하여 전극 고체의 적절한 전류 특성을 달성할 수 있습니다.

     

    입자-입자 접촉을 일정하게 하고 개선하여 입자 간 저항을 줄이고 전극을 더 얇게 만들고자 합니다.

    탭 밀도를 측정합니다.

    결과는 입자 포장 밀도를 최적화하는 데 사용할 수 있습니다.

     

    적합하지 않은 소재 사용으로 인한 분리기 오류 위험을 최소화하려 합니다.

    모세관 다공성 측정 장치로 통기공 크기를 측정합니다.

    이 분석을 통해 부적합한 소재를 쉽게 식별하고 거부할 수 있습니다.

     

    불완전한 습윤으로 인한 분리기 오류 위험을 최소화하려 합니다.

    습윤과 상관관계가 있으므로 제타 전위를 측정합니다.

    이 정보를 사용하여 불완전한 습윤으로 인한 분리기/전극 인터페이스의 기생 저항을 방지할 수 있습니다.

    • SurPASS 3
     

    전극의 에너지 밀도를 최적화해야 합니다.

    원자 현미경을 사용하여 나노 미터 척도로 국소 전기 전도도를 측정하십시오.

    나노 전기 파라미터에 기초하여 다양한 기능적 구성 요소를 조정하여 용량 및 에너지 밀도 측면에서 전극의 성능을 최적화하십시오.

     

    폭넓은 온도 범위에서 빠른 충전 및 방전이 가능한 고성능 전해질을 개발해야 합니다.

    롤링볼 점도계로 전해질의 점도를 측정하십시오.

    점도를 알면 전해질의 이온 전도도를 미세 조정할 수 있습니다.

     

    귀사는 리튬 이온 배터리의 열 안전성에 관심이 있습니다.

    사용 중인 전해질의 인화점 측정을 수행하십시오.

    전해질의 인화점을 파악하여 열 안전 거동 및 배터리의 성능을 최적화할 수 있습니다.

     

    새로운 배터리 재료를 찾고 개발해야 합니다.

    최대 300 °C 및 80 bar의 마이크로파 반응기에서 합성 반응을 안전하게 수행하십시오.

    새로운 배터리 재료의 매우 효율적이고 안전한 생산은 고급 배터리 성능으로 이어집니다. 합성과 라만 분광학을 결합하여 반응 시간을 최적화함으로써 효율성을 높일 수 있습니다.

     

    추가 공정을 위해 원료 분말이 적절한 입자 크기를 갖는지 확인하려 합니다.

    입자 크기와 입자 크기 분포를 분석합니다.

    이러한 주요 파라미터에 대한 지식을 얻으면 소재를 추가 처리할지 아니면 거부할지를 결정할 때 도움이 됩니다.

     

    분말 분석 결과의 변동성을 줄이려 합니다.

    회전 리플링에 의한 대표 시료 처리를 사용합니다.

    시료가 대표성을 가지면 결과의 대표성과 정밀도를 높이기 위한 반복적인 분석이 덜 필요하기 때문에 시간을 절약할 수 있습니다.

     

    일관된 분말 취급을 보장하고 싶습니다.

    탭 밀도를 측정합니다.

    이 측정을 통해 다르게 거동하는 분말 로트를 식별할 수 있습니다.

     

    예측 가능하고 재생 가능한 충전/방전 성능을 가진 리튬 이온 셀을 원합니다.

    가스 흡착으로 표면적을 측정합니다.

    전극 고체의 전류 특성을 조정하여 충전/방전 성능을 개선할 수 있습니다.

     

    가능한 최선의 질량/부피 밀도를 확보하여 패키지 크기와 사용 가능한 전해질 공간을 최적화하려 합니다.

    가스 비중 측정으로 진밀도를 측정합니다.

    질량/부피 밀도를 개선하여 패키지 크기를 줄일 수 있습니다.

     

    일정한 슬러리 제제를 정의하고 예측 가능한 슬러리 거동을 확보하고자 합니다.

    가스 흡착으로 표면적을 측정합니다.

    소재 비용이 줄어들고 일관된 품질이 보장됩니다.

     

    리튬 이온 배터리 생산 부서의 품질 관리자인 귀하는 전해질의 빠른 품질 관리를 보장해야 합니다.

    액체 또는 폴리머의 여부와 관계 없이 굴절률 또는 전해질 농도를 측정하십시오.

    이상적인 효율의 배터리 생산이 보장됩니다.

     

    분석이나 용기를 열 때 값 비싼 재료를 낭비하지 않고 배송된 재료가 주문한 것이고 청결하고 순수한지를 확인해야 합니다.

    라만 스펙트럼을 측정하고 정의된 라이브러리 스펙트럼과 비교하여 멤브레인 재료 및 그래핀과 같은 고체의 경우에도 입고되는 원료를 확인하십시오.

    포장을 통과해서도 빠르고 정확한 비 침습적 분석이 가능합니다.

     

    후속 원소 분석을 위해 시료 전처리를 최적화하려 합니다.

    마이크로파 시스템으로 시료를 분해하십시오.

    후속 원소 분석을 위해 완벽하게 준비된 재현 가능한 시료를 얻을 수 있습니다.

     

    전극 원료가 뭉치는지 여부를 알아보고 싶습니다.

    입자 크기를 측정합니다.

    이 지식을 사용하여 원료를 수정하거나 교환하여 전극 성능을 최적화할 수 있습니다.

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
    • PSA
     

    양극 및 음극 슬러리 분사의 혼합 경향을 파악하려 합니다.

    ELS로 제타 전위를 측정합니다.

    이 결과를 사용하여 안정적인 슬러리 분사를 만들어내고 전극 성능을 최적화합니다.

    • Litesizer 100
    • Litesizer 500
     

    균일성에 도달하는 데 필요한 시간을 측정하여 슬러리의 불필요한 교반을 피하려 합니다.

    밀도, 점도, 점탄성 및 요변성 거동을 측정합니다.

    이러한 측정으로 속도, 시간 및 온도와 같은 파라미터를 최적화하고 소재 비용을 절감하는 데 필요한 적합한 혼합 양을 알 수 있습니다.

     

    원활하고 손쉬운 방법으로 탱크 밖으로 슬러리를 펌핑하려 합니다.

    전단 속도에 따른 점도와 항복점을 측정합니다.

    필요한 펌핑 파워를 알면 적절한 펌프를 선택하거나 펌프 능력 개선을 위해 제제를 조정할 수 있습니다.

     

    품질 손실 없이 일정한 시간이 지난 후에도 쉽게 보관 및 사용할 수 있는 완벽한 슬러리 농도를 찾고자 합니다.

    점탄성 테스트와 제타 전위 측정을 수행하여 슬러리의 침전 안정성을 테스트합니다.

    이 지식을 통해 입자가 시간이 지나면서 침전하지 못하도록 방지하는 조치를 취할 수 있고 균일성을 유지할 수 있습니다.

     

    전극의 코팅이 너무 일찍 박리됩니다.

    스크래치 테스터를 사용하여 다양한 코팅의 밀착력을 측정합니다.

    결과를 비교 검토하여 코팅 파라미터 변경으로 박리가 개선되거나 악화되는지 확인할 수 있습니다.

     

    코팅 공정을 개선하고 완벽한 층을 형성하려 합니다.

    요변성과 구조적 복구를 측정합니다.

    결과 곡선은 적용 후 슬러리 복구 시간을 보여주고 양호한 표면 평탄화를 달성할 방법을 찾는 데 도움이 됩니다.

     

    제조된 배터리 패키지에서 최적화된 질량/부피 밀도를 얻으려 합니다.

    가스 비중 측정으로 진밀도를 측정합니다.

    결과를 통해 제제와 공정 파라미터를 필요에 따라 적절하게 조정할 수 있습니다.

     

    붙여 넣은 전극 포일/가압 전극의 기공 크기와 기공 부피를 정의하려 합니다.

    수은 압입 기공률 분석기로 건조 전극의 정량적인 기공 부피와 기공 크기 분포를 측정합니다.

    이 지식을 사용하여 소재와 공정 파라미터를 지정할 수 있습니다.

     

    재료 구성을 최적화하기 위해 나노 척도로 완제품의 기계적 무결성을 평가해야 합니다.

    원자 현미경을 사용하여 나노 미터 척도로 국부 기계적 특성을 측정하십시오.

    나노 기계적 거동의 분포에 기초하여 다양한 기능 구성 요소의 비율을 조정함으로써 전극의 성능을 최적화할 수 있습니다.

     

    주입 전에 전해질의 품질을 확인해야 합니다.

    품질을 보장하고 낮은 품질의 원료로 인한 문제 발생 위험을 줄일 수 있도록 주입된 전해질에 대한 빠른 품질 검사를 수행하십시오.

    신뢰할 수 있는 전해질 구성 확인을 위한 밀도 측정은 요구 사항 및 사양에 부합하면서 성능이 낮은 배터리를 전달하지 않기 위한 이상적인 솔루션입니다.

     

    전해질 주입 공정용 노즐은 어떻게 설계해야 합니까?

    점도 측정을 수행하고 항복점을 측정하여 펌프의 노즐 형태와 출력을 조정합니다.

    물 튐, 물 떨어짐, 공기 방울 형성 없이 이상적인 배터리 주입을 달성할 수 있습니다.

     

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    • 시료 준비를 위한 여러 워크플로의 유연성을 극대화하는 LIMS와의 양방향 통신을 이용합니다