| Portée de la production: | Ligne de produits |
|---|---|
| Automatisation: | automatisation |
| type de transmission: | flexible |
| ligne de production automatique: | complet |
| certification: | iso, ce |
| production flexible: | fabrication intelligente |
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Analyseur d'électrolyte solide haute précision pour le développement de la batterie
L'importance des performances électrochimiques de l'électrolyte solide
L'amélioration de la densité énergétique et de la sécurité de la batterie est une orientation de recherche importante pour les chercheurs DE LA LIB, qui est motivée par le développement rapide de l'industrie des batteries lithium-ion (LIB). La batterie à semi-conducteurs est considérée comme la batterie secondaire la plus prometteuse, avec une sécurité élevée et une énergie spécifique élevée à l'avenir. L'électrolyte solide (se) est le composant central le plus important et les indicateurs de performance les plus importants utilisés pour évaluer les performances de l'électrolyte solide sont la conductivité ionique, la stabilité de l'interface Li-métal et la performance de la cellule complète. D'une part, la densité, la rugosité et l'intégrité de la feuille d'électrolyte solide pressée déterminent la conductivité de l'électrolyte solide et les performances de cycle de la cellule complète.; D'autre part, la précision des résultats des essais ne peut être garantie que par l'application de contraintes stables et uniformes et la mesure précise de l'épaisseur au cours des expériences. Par conséquent, le système de production et d'essai qui peut exercer une pression stable et standardisée joue un rôle clé dans le développement d'électrolyte solide et de batterie au lithium-métal
Limites de la production traditionnelle et des essais traditionnels
La table traditionnelle
Le procédé traditionnel utilise généralement une presse manuelle pour comprimés pour presser la poudre d'électrolyte solide. La force de la méthode manuelle traditionnelle est inégale et ne peut pas atteindre une haute pression, ce qui provoquera l'épaisseur de la feuille se asymétrie avec une densité relativement faible, et finalement déclencher la dépression, la chute de bord et la fragmentation, etc., de la feuille se après la démolition. De plus, la méthode traditionnelle prend beaucoup de temps pour appliquer et relâcher la pression, ce qui affecte sérieusement le processus expérimental et l'efficacité de la recherche
Procédure de test traditionnelle :
La méthode de test traditionnelle tient simplement la puce en céramique pour mesurer les propriétés électrochimiques. Comme la force de la méthode d'essai traditionnelle est inégale, que la force maximale appliquée est également limitée et que la pression appliquée ne peut pas être quantifiée et maintenue à une valeur fixe, la condition de compression existera de grandes différences pour les échantillons ayant des épaisseurs, des surfaces et des irrégularités différentes. Ainsi, les conditions expérimentales ne peuvent pas être normalisées et normalisées, et les résultats de mesure auront une faible cohérence et une faible reproductibilité.
Exploration de condition :
Les pinces ou les fixations traditionnelles ne peuvent pas fournir une pression uniforme, stable et variable pour la préparation de feuilles d'électrolyte solide ou l'exploration des conditions d'essai.
Mode de mesure :
Pression constante, pression non quantifiable, faible plage de pression et condition de compression instable pendant l'essai.
Méthode de test précise pour l'électrolyte solide par TMAX
Pour la méthode d'essai de la conductivité ionique de l'électrolyte solide, nous nous référons à la norme T/SPSTS 019-2021, et nous associons avec la méthode d'essai de la conductivité ionique de l'électrolyte solide, nous nous référons à la norme T/SPSTS 019-2021, et s'associent au processus général de test de l'industrie, y compris la normalisation de la préparation des échantillons, de la conception des installations, du dispositif de test et des conditions de test :
Préparation des échantillons :
Les matériaux à base d'oxyde doivent être soumis à un traitement de cristallisation à haute température (généralement au-dessus de 900 ºC) pour assurer une bonne performance de transport des ions. En général, la densité de la feuille d'électrolyte est supérieure à 95 % et l'épaisseur est supérieure à 500 μm ; en termes de préparation de l'électrode, l'électrode doit être polie avec du papier de verre de plus de 3000 mailles et pulvérisée d'or conducteur d'une certaine épaisseur (> 5 μm) , après quoi le bon contact d'interface peut être assuré. Meulez le bord du métal avec du papier de verre pour éviter tout court-circuit. Utiliser un multimètre pour assurer la continuité électronique entre deux points quelconques de la surface.
Les matériaux sulfurés peuvent être directement testés par compression à froid. Pendant le test, une certaine pression (généralement > 200 MPa) doit être garantie pour garantir de bonnes performances de transport d'ions.
Conception de la structure :
Une surface de contact plate et compacte et une structure d'application de force stable et uniforme (pression quantifiable) sont nécessaires.
Dispositif de test :
Un système de station de travail électrochimique capable de mesurer l'impédance haute fréquence (> 1 MHz) est requis. Un câble court avec un bon blindage de signal est également nécessaire
Conditions de test :
Sélectionnez la température et l'humidité appropriées, la pression de quantification, la plage de fréquence et la tension d'amplitude.
Pour les performances électrochimiques de la batterie au lithium solide (cycle de charge-décharge, fenêtre électrochimique), nous combinons le processus de test général dans l'industrie, y compris la préparation des échantillons, la conception des installations, le dispositif de test et la standardisation des paramètres de test :
Préparation de l'électrolyte :
Les matériaux à base d'oxyde doivent être soumis à un traitement de cristallisation à haute température (généralement au-dessus de 900 ºC) pour assurer une bonne performance de transport des ions. En général, la densité de la feuille d'électrolyte est supérieure à 95 % et l'épaisseur est supérieure à 500 μm. Il doit être strictement poli par les papiers de verre.
Lors du test de pression à froid directe des matériaux sulfurés, une certaine pression (généralement > 200 MPa) doit être garantie pour avoir de bonnes performances de transport d'ions.
Préparation des électrodes :
Les électrodes positives doivent être préparées par raclage, sérigraphie, dépôt de pulvérisation et autres méthodes. Les électrodes négatives doivent être préparées par traitement de surface, fusion, dépôt physique/chimique, pressage et autres méthodes pour assurer un bon contact d'interface.
Conception de la structure :
Il a besoin d'une surface de contact plate et compacte, et d'une structure d'application de force stable et uniforme (pression quantifiable).
Conditions de test :
Température et humidité appropriées, pression quantitative spécifique et dispositif d'étanchéité strict
Équipement de test d'électrolyte solide
Le système de test d'électrolyte solide SEMS (IEST) est un système de test multifonction dédié aux échantillons d'électrolyte solide. Il s'agit d'un dispositif de mesure entièrement automatique pour les performances électrochimiques de l'électrolyte solide qui intègre la mise en table, les tests et les calculs. Le système adopte une conception intégrée, y compris un module de pressurisation, un module de test électrochimique, un module de mesure de densité de compactage, et une pince, etc., qui est applicable au test de divers oxydes, sulfures, polymères et autres types d'électrolytes.
Schéma 1 : système de test automatique haute précision, modèle SEMS1100
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Paramètres de l'équipement |
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Précision de la mesure de pression |
0.05-5T |
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Plage de mesure de la pression |
±0.3% F.S |
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Plage de test d'épaisseur |
0-8 mm |
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Résolution du test d'épaisseur |
0,5um |
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Précision du test d'épaisseur |
±10 μm |
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Diamètre du moule d'échantillon |
13 mm, personnalisé |
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Plage de température et d'humidité |
0-50C/20%-90% HR |
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Précision de la température et de l'humidité |
±2C/±5 % HR |
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Conditions d'installation |
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Alimentation |
220 V/50 Hz |
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Tolérance de variation de tension |
±10 % |
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Consommation électrique |
300 W. |
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Température ambiante |
25±5C |
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Humidité relative ambiante |
≤80 % HR (sans condensation) |
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Champ magnétique ambiant |
Tenir à l'écart des champs électromagnétiques puissants |
Schéma 2 : dispositif de test manuel simple, modèle SEMS1000 (appliqué au test électrochimique)
Paramètres
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Précision de la mesure de pression |
10 kg |
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Plage de mesure de la pression |
±0.3% F.S |
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Plage de test d'épaisseur |
0-8 mm |
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Résolution du test d'épaisseur |
5 μm |
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Précision du test d'épaisseur |
±10 μm |
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Diamètre du moule d'échantillon |
13 mm, personnalisé |
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Plage de température et d'humidité |
0-50C/20%-90% HR |
Paramètres
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Précision de la mesure de pression |
50 kg |
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Plage de mesure de la pression |
±0.3% F.S |
|
Plage de test d'épaisseur |
0-8 mm |
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Résolution du test d'épaisseur |
5 μm |
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Précision du test d'épaisseur |
±10 μm |
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Diamètre du moule d'échantillon |
13 mm, personnalisé |
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Plage de température et d'humidité |
0-50C/20%-90% HR |
1. Production de poudre
L'équipement peut être utilisé pour mettre en comprimés les échantillons de poudre sous différentes conditions de pression, et les comprimés obtenus par SEMS sont intacts et exempts de fissures.
2. Conductivité ionique
Grâce au module de spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) de SEMS, la conductivité ionique de l'électrolyte solide sous différentes pressions peut être obtenue automatiquement
3. Densité électronique de conductivité et de compactage
Grâce au module de polarisation DC (DP) de SEMS, la conductivité électronique et la densité de compactage de l'électrolyte solide sous différentes pressions peuvent être obtenues automatiquement.
4. Performances du cycle de la batterie à semi-conducteurs
Grâce au module de test de charge-décharge (CD) de SEMS, les performances de cycle d'une batterie au lithium-métal solide sous différentes pressions et différents paramètres électrochimiques peuvent être analysées.
5. Fenêtre de stabilité électrochimique
Grâce au module de voltampérométrie cyclique (CV) de SEMS, il est possible d'analyser la fenêtre de stabilité électrochimique de l'électrolyte solide sous différentes pressions.
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