• 鋰電池生產

    如何經由研究和生產監控來確保電極、電解質和鋰電池的高品質

  • 為了支援您實現最高品質的鋰電池,安東帕提供在電池材料研究中特性分析活性材料、檢查原料,以及在使用前驗證電解質和溶劑品質等解決方案。

    我們的儀器將協助您了解材料的粒徑、孔隙率、密度、黏度、黏彈性和附著力如何影響電池的行為和性能,因此您可以調整這些參數以建立最佳的最終產品。

    從研究到生產

    電池材料研究

    安東帕是您在電池材料研究領域的強力合作夥伴。使用我們的儀器測定液體和體密度、表面積、粒徑、局部導電率、形貌和表面粗糙度,以得到最佳性能參數。您甚至可以使用我們的儀器追蹤現場電化學過程,最大限度地提高容量和性能。

    測量孔徑和粒徑分佈以最佳化工作電極性能。用於測量真實密度的安東帕設備可以提供電池組的合適質量/體積密度,因此您可以視應用而定,根據質量或體積的重要性來最佳化電池。對於防止隔膜失效的研究,瞭解通孔尺寸將有助於從一開始就識別並排除不合適的材料。了解電極在奈米級的工作原理助於您優化電極材料和電極設計,從而延長電池的使用壽命和容量。

    如果產品的熱安全行為是您研究的重要組成部分,請測量閃點以獲得有價值的資訊。對於高效能電解質,有關黏度的知識可以提高電解質的離子導電率。在尋求用於陽極、陰極和分離器的新材料的過程中,微波合成開闢了前所未有的反應條件,導致形成新的結構。

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    進貨品質控制

    進貨品質控制確保僅接受和使用最高品質的原料。作為重要的第一步,安東帕的代表性取樣裝置確保提供代表性樣品的結果供您做出決策,以協助大幅降低粉末分析結果的變異性。

    測量電極原料的粒徑,有助於降低拒收整個生產批次的風險。粉末的振實密度測量可識別不同表現的粉末批次,因此您可以採取措施來確保一致的粉末加工。測量通孔尺寸能讓您只選擇正確的材料,以減少隔膜失效的風險。

    您可以透過密度測量識別溶劑和液體試劑,並驗證其品質。對於半固體和固體(如:聚合物基電解質),可以使用折射計測量其折射率或濃度。當材料價格昂貴或在容器中交付時,可以在不打開容器的情况下透過拉曼光譜儀的包裝進行識別。

    鋰電池化合物的元素分析可採用 ICP-OES 進行成分分析,而 ICP-MS 則是進行污染分析。對於這兩種技術,都需要充分消化的樣品,這只能透過微波輔助酸消化來實現。

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    漿料製備

    正確混合漿料是成功製造鋰電池的先決條件。安東帕的技術可以在許多方面為您提供協助: 在漿料混合期間,不必要的攪拌會隨著時間使內部結構劣化。

    為了在不破壞粒子的情況下獲得最大的均質性,您可以使用安東帕 設備測量漿料的密度、粒徑和 zeta 電位,並進行適當的調整。測量和調整漿料的黏度,使其易於幫浦運送並儲存而不會沉澱。 

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    塗佈和乾燥

    為了確保電極漿料形成具有均質塗層厚度的均勻薄膜,以保證在電池的整個使用壽命期間具有適當的充電能力,可以使用安東帕流變儀進行深入分析。

    使用流變儀和黏度計進行研究,能協助您調整流速和噴嘴的幾何形狀,以量身設計塗佈流程,從而實現漿料塗佈後最佳的結構恢復性。這可以實現理想的流平並防止流垂,進而產生一致的層厚度,這對於製造更小的電池至關重要。

    您可以利用刮痕測試儀測量塗層的附著力,採取措施確保電極不會剝離。

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    壓延/切割電極/電池組裝

    壓延過程對孔徑結構有很大的影響,因此也影響鋰電池的電化學性能。為了最佳化所用材料和加工參數,量化塗漿式電極箔/壓式電極的孔隙率和奈米力學性能極為重要。

    方式為使用安東帕的壓汞測孔儀測量孔隙體積和孔徑分佈或是藉由使用安東帕的 Tosca AFM 評估奈米級機械性能。

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    電解液填充和形成

    在填充電解質之前,應檢查其品質,以避免提供性能不良的電池。測量密度是檢查電解質成分是否符合要求和規格的可靠方法。

    在填充過程中,流變儀可以幫助您了解如何調整噴嘴的幾何形狀和泵的功率。

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  • 找到您的解決方案

    解決方案優勢儀器

    您需要改善充電/放電行為、容量或功率密度。

    用雷射繞射和 DLS 測量粒徑,或者用小角X射線散射研究電極的奈米結構。

    藉由調整電極材料的粒徑分佈,最佳化性能參數。了解電極與電解質的相互作用方式將有助於您提高電池容量和使用壽命。

     

    您需要確保收到的是所訂購的材料,材料乾淨、無污染、具有正確濃度,且獲得的測量結果符合供應原料的資訊。

    對所有液體原料來說,測量密度是快速方便的品質檢查方法。

    快速、準確、自動化和安全分析所有液體原料能避免研發中的錯誤,並確保理想的電池性能。

     

    您需要了解電極漿料中所用材料的特性,以確保漿料混合物具有正確的成分和稠度。

    檢查漿料的密度、黏度、黏彈性和觸變行為,以確保稠度和品質。

    這些密度和黏度檢查提供可追溯性,並大幅節省材料、成本和時間。

     

    您希望減少分析所需的漿料樣品量,以快速獲得結果並減少時間和材料成本。

    使用桌上型密度計測量密度。

    快速密度檢查僅需要少量的漿料,能在不影響研究結果的情況下節省成本。

     

    您希望降低由於塗層附著力差而導致電極失效的風險。

    測定 zeta 電位,因為這與塗層的附著力有關。

    了解 zeta 電位可以最佳化表面特性,以實現最佳的附著力,進而降低導致電極失效的可能性。

     

    您希望生產的電池具備更好的充電能力。

    使用氣體吸附測量微孔和中孔洞的尺寸分佈。

    可根據這些結果最佳化材料的奈米結構,以改善擴散並減少工作電極中的體積變化。

     

    您想生產具有可預測和可再現充電/放電性能的鋰電池。

    使用氣體吸附測量表面積。

    掌握表面積特性,就可以對其進行調整,以實現適當的電極固體電流特性。

     

    您希望獲得一致且更良好的粒子間接觸,以實現低粒子間阻力並製造更薄的電極。

    測量振實密度。

    使用結果來最佳化粒子堆積密度。

     

    您希望降低由於使用不合適材料而導致隔膜失效的風險。

    使用毛細管孔隙率法測量通孔孔徑尺寸。

    利用此分析輕鬆地識別和排除不合適的材料。

     

    您希望降低由於不完全潤濕而導致隔膜失效的風險。

    測定 zeta 電位,因為這與潤濕有關。

    您可以利用該資訊來避免由於不完全潤濕而在隔板/電極界面處出現的寄生電阻。

     

    您需要優化電極的能量密度。

    使用原子力顯微鏡在奈米尺度上測量局部導電率。

    根據奈米電學參數調整不同功能元件的比例,以優化電極的容量和能量密度。

     

    您需要開發高性能電解質,以便在寬溫度範圍內快速充電和放電。

    使用滾球黏度計測量電解質的黏度

    黏度的知識使得我們可以微調電解質的離子導電率。

     

    您對鋰離子蓄電池的熱安全性感興趣。

    對正在使用的電解質進行閃點測量。

    透過測定電解質的閃點,可以優化熱安全性能和電池性能。

     

    您需要找到並開發新的電池材料

    在高達 300 °C 和 80 bar 的微波反應器中安全地進行合成反應

    高效、安全地生產新型電池材料,從而提高電池性能。將合成與拉曼光譜結合使用,您甚至可以優化反應時間以提高效率。

     

    您想確保原料粉末具有適當的粒徑,以便進行後續加工。

    分析粒徑和粒徑分佈。

    了解這些關鍵參數有助於判定是否進行後續加工或排除材料。

     

    您想減少粉末分析結果的變異性。

    使用旋轉分樣法進行代表性取樣。

    當樣品具有代表性時,您可以節省時間,因為僅需少量的重複分析即可獲得更具代表性和更精確的結果。

     

    您想確保一致的粉末加工。

    測量振實密度。

    這種測量方法有助於識別行為不同的粉末批次。

     

    您希望鋰電池具有可預測和可再現的充電/放電性能。

    使用氣體吸附測量表面積。

    可以調整電極固體的電流特性以改善充電/放電性能。

     

    您想透過最佳的質量/體積密度,最佳化模組尺寸和自由電解液空間。

    使用氣體吸附測量真實密度。

    改善的質量/體積密度能減少模組尺寸。

     

    您想要定義一致的漿料配方並具有可預測的漿料行為。

    使用氣體吸附測量表面積。

    降低材料成本,並確保品質穩定。

     

    作為鋰電池生產的品質經理,您需要保證電解質的快速品質控制。

    無論是液體還是聚合物,都應測量折射率或電解質的濃度。

    可保證以理想的效率生產電池。

     

    您需要確保交付的材料是您訂購的、乾淨和純凈的,而不會在進行分析或打開容器時浪費昂貴的材料。

    測量拉曼光譜,並與定義的譜庫光譜進行比較,以驗證送來的原料,即使是在膜材料和石墨烯等固體上。

    快速、準確、無侵入性分析,甚至通過包裝。

     

    您想為隨後的元素分析優化您的樣品製備。

    用微波系統消化您的樣品。

    為後續元素分析準備完美且可重現的樣品。

     

    您想探索電極原料是否會形成聚集體。

    測量粒徑。

    利用這些資訊,藉由修改或更換原料來最佳化電極性能。

     

    您想了解陽極和陰極漿料分散液的聚集趨勢。

    使用 ELS 測量 zeta 電位。

    利用結果來配製穩定的漿料分散液並最佳化電極性能。

     

    您希望確認達到均質所需的時間,以避免不必要的漿料攪拌。

    測量密度、黏度、黏彈性和觸變行為。

    這些測量值指出最佳速度、時間和溫度等參數所需的混合量,並節省材料成本。

     

    您想要以順暢且簡便的方式將漿料從槽中抽出。

    測定與剪切速率相關的黏度和屈服點。

    知道所需的幫浦運送功率後,便可以選擇合適的幫浦或調整配方以獲得更好的幫浦運送能力。

     

    您想找到理想的漿料稠度以輕鬆儲存和使用,即使經過一段時間也不會降低品質。

    藉由執行黏彈性測試和 zeta 電位測量,測試漿料的沉降穩定性。

    利用這些資訊,可以採取措施防止粒子隨時間沉澱,並保持均質性。

     

    電極上的塗層過早剝離。

    使用刮痕測試儀測量不同塗層的附著力。

    結果有助於進行交叉檢查,以確認更改塗層參數是否改善或損害剝離過程。

     

    您想改善塗佈過程並獲得完美的塗層組成。

    測量觸變性和結構恢復。

    結果曲線顯示塗佈後漿料的恢復時間,並協助您了解如何實現良好的表面流平。

     

    您想要在製造的電池組中獲得最佳的質量/體積密度。

    使用氣體吸附測量真實密度。

    視需要,利用結果適當調整配方和加工參數。

     

    您想定義塗漿式電極箔/壓式電極的孔徑和孔隙體積。

    使用壓汞測孔儀測量乾電極的定量孔隙體積和孔徑分佈。

    利用這些資訊,可以指定材料和加工參數。

     

    您需要評估奈米級成品的機械完整性,以優化材料成分。

    使用原子力顯微鏡在奈米尺度上測量局部機械性能。

    根據奈米力學行為的分佈,可以透過調整不同功能組件的比例來優化電極的性能,

     

    在裝填之前,您需要檢查電解質的品質。

    對填充的電解質進行快速品質檢查,可以確保品質,並減少因劣質原材料而導致的潛在問題。

    為了可靠地檢查電解質成分,密度測量是避免交付性能不佳的電池(同時符合要求和規格)的理想解決方案。

     

    如何設計電解液填充過程的噴嘴?

    執行黏度測量並測定屈服點,以調整噴嘴的幾何形狀和泵的功率。

    您可以實現理想的電池填充,而不會產生飛濺、滴落和形成氣泡。

     

    未找到您遭遇的情況?安東帕總是可以為您遇到的困難提供解決方案。與我們聯絡,以取得更多資訊。 

  • 三年保固

    • 2020 年 1 月 1 日生效,所有新的安東帕儀器*均享有 3 年的維修服務。
    • 客戶可以避免預期外的花費,並且隨時信賴其儀器。
    • 除了保固外,還提供多種額外服務和保養選項。

    *由於所使用的技術,部分儀器需要根據保養時間表進行保養。遵照保養時間表是享有 3 年保固的先決條件。

    深入瞭解

  • 鉛酸蓄電池的製造與保養

    無論您是生產、保養或維修鉛酸電池,都想知道電池中的硫酸濃度,以瞭解其充電狀態。

    氫燃料電池生產和研究

    為了獲得最佳的燃料電池性能,您需要了解活性成分的物理化學性質並對其進行改造以發揮最大優勢。安東帕擁有最佳化各個組件的技術。

  • 研發和品質控制實驗室的自動化

    安東帕為您的需求提供全自動和可客製化的解決方案。

    高處理量流變儀 HTR

    HTR 具有完整的 MCR 流變儀,是從樣品識別到幾何形狀清洗流變測試的全自動化解決方案。

    優點

    • 材料和電極漿料的全自動流變測量
    • 高處理量測試可加快產品上市時間並提供更好的品質控制
    • 自動進行樣品修整和清潔,以實現高重現性
    • 將人為錯誤降至零
    • 24 小時全天候的流變分析
    • 與您的 LIMS 系統進行雙向溝通可確保快速資料存取、靈活性和資料完整性

    高處理量平台 HTX

    安東帕的 HTX 是自動化實驗室工作流程的最先進平台。樣品製備和不同的分析結合成一個可客製化的自動化解決方案。

    優點

    • 一個系統可以對您的材料和電極漿料進行自動化分析(例如:密度、粒徑、pH、黏度等)
    • 以最快的速度進行樣品製備和測試
    • 處理有害物質員工的安全
    • 將人為錯誤降至零
    • 24 小時全天候的運行系統
    • 與您的 LIMS 進行雙向溝通,以保證在樣品製備的不同工作流程方面實現最大的靈活性
  • 教育資源

    鋰電池應用報告

    分散液屈服點和流動點的測定:旋轉法和振盪法的比較

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    密度測量推動電池產業發展

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    測定粗分散液的流動行為

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    漆黑如夜:分散在有機溶劑中碳黑的 zeta 電位和粒徑測量

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    電極材料的粒徑和 zeta 電位:更好的特性化,更好的效能

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    電池正極和負極材料的表面積測定

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    電池組件的結構特性分析

    應用報告

    鋰電池網路研討會

    性能前瞻和領先

    成功的電池製造和性能,取決於具有最佳物理化學特性的功能材料、電極、隔膜和電解質的組合,以及將固體和液體結合在一起形成子組件和最終電池的製造過程。

    關鍵見解:

    • 粒徑測量在電極研發和漿料製備中的作用
    • 密度測量對液體原料和漿料品質的影響
    • 表面積和孔徑測量如何協助電極和隔膜的設計和製造品質
    • 電極塗層的附著力
    • 概略密度對質量/體積和孔隙率的影響

    在這個網路研討會中,您將了解為什麼粒徑、液體密度、固體密度和孔徑在電池研究、開發和製造中如此重要,以及如何進行這些測量與所使用的基礎技術。

    語言:英語

    講者:Dr. Martin Thomas

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