Construya mejores celdas de batería más rápido

¿Ha estado buscando la tecnología perfecta para analizar la tinta (slurry) de electrodos? Cuando se trata de baterías, Hioki ofrece una variedad de herramientas únicas para ayudarlo a construir mejores baterías más rápido.

¿Qué es una tinta (slurry) y cómo se usa? La tinta (slurry) es una de las partes más importantes de una batería de iones de litio. Es un líquido espeso y negro que se usa para recubrir láminas de aluminio y cobre. Las láminas recubiertas, alias. las láminas de electrodos se enrollan para formar las baterías de iones de litio. La tinta (slurry) de batería consta de 4 ingredientes: materiales activos, aglutinantes de polímeros, agentes conductores y solventes.

 

Figura 1: Componentes principales de la tinta (slurry) de batería.

El rendimiento de una batería terminada depende en gran medida de la calidad de la tinta (slurry). En una tinta (slurry) de alta calidad, los agentes conductores forman una red en la que se incrusta el material activo. Una tinta (slurry) de alta calidad debe tener dos propiedades: 1) la cantidad exacta de ingredientes y 2) la tinta (slurry) debe mezclarse exactamente de la manera correcta. Si mezcla muy poco, los ingredientes no se distribuyen bien, mezcla demasiado y las partículas se aglomeran en el aglomerado.

Hasta ahora, los investigadores de baterías solo pueden medir las propiedades mecánicas de la tinta (slurry) de batería. Los probadores reológicos estándar miden propiedades como la viscosidad de cizallamiento dinámico y no brindan información sobre las propiedades eléctricas de tinta (slurry) de batería.

El sistema analítico de tintas de HIOKI mide tres propiedades eléctricas de las tintas de una batería:
1) DCR, resistencia eléctrica total, 2) Relación, grado de desarrollo de la red, y 3) Uniformidad, es decir, el grado de dispersión del material.

 

Figura 2: Propiedades eléctricas de la tinta (slurry) de batería. La tinta (slurry) óptima tiene un alto grado de desarrollo de redes y un alto grado de uniformidad.

La Figura 2 muestra el grado de desarrollo de la red en el eje horizontal y la uniformidad de las redes en el eje vertical. La tinta (slurry) de batería perfecta tendrá un alto grado de uniformidad y un alto grado de desarrollo de la red al mismo tiempo. Con los investigadores y el desarrollo del sistema analítico de tinta (slurry) HIOKI, los ingenieros pueden optimizar los componentes de la tinta y la cantidad y el tipo de mezcla para identificar rápidamente el punto óptimo.

Figura 3: El software de análisis de lodos HIOKI es una herramienta basada en la nube que identifica las propiedades eléctricas de los lodos de una batería.

El sistema analítico de tintas de Hioki consiste en un medidor LCR de la serie IM35360 de Hioki, celdas de electrodos SA9001 y dispositivo de prueba SA9002. Después de mezclar un candidato de tinta (slurry), un investigador de baterías utiliza el software de medición SA2622 para adquirir las propiedades de impedancia de la muestra de tinta (slurry). En función de esta medición, el software basado en la nube SA2631 identifica los parámetros eléctricos de la tinta (slurry). Toda la secuencia de prueba toma menos de un minuto.

Si un investigador no puede medir directamente las propiedades eléctricas de la tinta (slurry), necesita fabricar una celda de batería completa y realizar pruebas eléctricas en la celda. Este proceso incluye una multitud de pasos de proceso, como el recubrimiento, el secado y el calandrado de láminas de electrodos y, en última instancia, el ensamblaje de una batería funcional. Con el sistema de analisis de batería Hioki Slurry Analytical System, los investigadores reducen el tiempo que lleva caracterizar la tinta (slurry) de días a minutos. Los desarrolladores de baterías pueden ejecutar muchos sesgos de diseño en poco tiempo para ajustar la composición de la tinta (slurry) y los parámetros de mezcla y, en última instancia, construir mejores celdas de batería más rápido.