Baterías de iones de litio

Nuestros equipos analíticos líderes en el mundo ofrecen soluciones de alto rendimiento para mejorar la seguridad, la densidad de energía y potencia y la vida útil de las baterías avanzadas.

Micromeritics ofrece tecnología líder mundial para la caracterización de partículas, polvos y materiales porosos

Superficie

Superficie por adsorción de gas, incluida la superficie BET

Porosidad

Tamaño, volumen y distribución de los poros mediante adsorción de gas y porosimetría de mercurio

Densidad

Densidad absoluta de sólidos, polvos y lodos por picnometría de gases. Densidad envolvente automatizada de sólidos irregulares y densidad aparente comprimida (T.A.P).

Flujo de polvo

Mediciones dinámicas y de cizallamiento de la reología del polvo y las interacciones entre partículas

Actividad

Actividad de los catalizadores, incluida la quimisorción, las reacciones a temperatura programada y los sistemas de reactores a escala de laboratorio.

Componentes de la batería de iones de litio

Las baterías de iones de litio (Li-ion) son una tecnología avanzada que consta de cuatro componentes principales: ánodo, cátodo, separador y electrolito.

En Micromeritics disponemos de instrumentación para todas las etapas de la producción de baterías, desde las materias primas precursoras hasta la célula de batería final.

En el futuro, el electrolito líquido podrá sustituirse por un electrolito sólido para mejorar la seguridad y el rendimiento.

Instrumentación por componentes

Instrumentos para cada componente de su batería

Superficie

  • Aumentar la capacidad
  • Facilita la carga rápida
  • Mejorar el rendimiento de carga/descarga

Tamaño de las partículas

  • Maximizar la capacidad
  • Fundamental para una alta densidad energética
  • Influencia de la eficacia del culombio

Densidad

  • Optimizar la densidad de empaquetamiento de los electrodos
  • Maximizar la densidad masa/volumen
  • Minimizar la capacidad irreversible

Superficie

  • Aumentar la capacidad
  • Facilita la carga rápida
  • Mejorar el rendimiento de carga/descarga
  • Adaptar el aglutinante necesario para la adherencia

Densidad

  • Optimizar la densidad de empaquetamiento de los electrodos
  • Maximizar la densidad masa/volumen
  • Minimizar la capacidad irreversible

Flujo de polvo

  • Control de los aglomerados y la dispersabilidad de los lodos
  • Optimizar la densidad de empaquetamiento de los electrodos
  • Mejorar la eficiencia de la batería
  • Mayor duración de la batería

Porosidad

  • Fundamental para la seguridad y la fiabilidad
  • Mejorar la densidad de energía/potencia
  • Optimizar la capacidad
  • Mayor vida útil

Densidad

  • Fundamental para la seguridad y la fiabilidad
  • Material cerámico consistente
  • Mayor duración de la batería

Tamaño de las partículas

  • Maximizar la capacidad
  • Fundamental para una alta densidad energética
  • Influencia de la eficacia del culombio

Superficie

  • Aumentar la capacidad
  • Facilita la carga rápida
  • Mejorar el rendimiento de carga/descarga

Instrumentos para cada paso del proceso de fabricación de baterías de iones de litio

Proceso de fabricación

Nuestros instrumentos están presentes en cada paso del proceso, desde la consistencia del precursor hasta la preparación de la pasta del electrodo, el recubrimiento, el secado y el calandrado, y el llenado final del electrolito de la célula.
Precursor consistente
tamaño de partícula y pureza
Electrodo y separador
atributos de entrada

Electrodos

Separador

Mejora del rendimiento de los purines
y procesos en seco
Supervisar el proceso de revestimiento y secado
Confirmar el volumen de los poros y la distribución del tamaño
de los electrodos y el relleno electrolítico del separador

Batería de iones de litio Instrumentación

Instrumentación por método

La mejor instrumentación de caracterización de materiales de Micromeritics en nuestras principales áreas de especialización.

Superficie

Nuestra amplia gama de analizadores de adsorción de gases ofrece soluciones prácticas para satisfacer sus necesidades de I+D, control de calidad y fabricación.

  • El tamaño de los poros puede medirse desde 0,3 nm hasta 300 nm utilizando una variedad de modelos diferentes
  • Los estudios de adsorción de vapor de agua permiten investigar la sensibilidad de un material al agua.

Ejemplo de resultados

Valor para la industria de baterías

  • Conocer la porosidad de los materiales de los electrodos es importante para garantizar la accesibilidad de los iones y la velocidad de carga adecuadas.
  • La superficie BET, el volumen de los poros y la distribución del tamaño de los poros ayudan a optimizar los componentes de las baterías.

Densidad

El AccuPyc utiliza la Picnometría de Gases y el GeoPyc utiliza una técnica de desplazamiento única para determinar la:

  • Densidad verdadera, absoluta y esquelética
  • Volumen aparente y densidad
  • Volumen y densidad de la envoltura
  • Volumen y densidad aparentes

La combinación de los datos de estas dos técnicas permite determinar el porcentaje de porosidad y el volumen total de poros.

Ejemplo de resultados

Resumen de datos

  • Promedio: 4,5769 g/cm3
  • Desviación estándar: 0,0014 g/cm3

Valor para la industria de baterías

  • Se espera una alta densidad T.A.P. de precursores para obtener una alta densidad volumétrica de energía.
  • La densidad real es un buen indicador de la pureza y composición del cátodo, que puede utilizarse para mejorar el rendimiento general de la batería.
  • El control de la densidad real del material del electrodo garantiza la estabilidad del proceso de recubrimiento y secado de la lechada

Porosidad

La porosimetría de mercurio es una técnica de valor único que ofrece rapidez, precisión y la caracterización exhaustiva de muchas propiedades de las muestras:

  • tamaño de poro, de 3 nm a 500 µm
  • volumen total de poros
  • superficie total de los poros
  • Porcentaje de porosidad
  • densidades de las muestras (a granel y esqueléticas)
  • tamaño de las partículas

Nuestra amplia gama de analizadores de adsorción de gases ofrece soluciones prácticas para satisfacer sus necesidades de I+D, control de calidad y fabricación.

  • El tamaño de los poros puede medirse desde 0,3 nm hasta 300 nm utilizando una variedad de modelos diferentes
  • Los estudios de adsorción de vapor de agua permiten investigar la sensibilidad de un material al agua.

Ejemplo de resultados

Resumen de datos

  • Volumen total de intrusión: 0,813 mL/g
  • Diámetro medio de los poros: 155 nm
  • Porosidad: 53,1%.

Valor para la industria de baterías

  • Conocer la porosidad de los materiales de los electrodos es importante para garantizar la accesibilidad de los iones y la velocidad de carga adecuadas.
  • La superficie BET, el volumen de los poros y la distribución del tamaño de los poros ayudan a optimizar los componentes de las baterías.

Tamaño de las partículas

El SediGraph sigue siendo el estándar mundial para el análisis granulométrico por sedimentación después de cinco décadas, ya sea en un entorno de producción exigente o en un entorno de laboratorio controlado.

  • La sedimentación utiliza leyes físicas bien conocidas y propiedades fáciles de medir que no requieren modelización por ensayo y error.
  • Proporciona una contabilidad completa de la masa de la muestra y cuantifica el contenido fino fuera del intervalo de medición
  • Utiliza una mayor concentración de material que muchas otras técnicas, lo que garantiza una muestra representativa

Ejemplo de resultados

Valor para la industria de baterías

  • The SediGraph is the only instrument that can precisely report weight percent of particles <0.1μm.
  • Líder del sector de electrodos en bruto y otros materiales precursores.
  • Optimizar la relación de tamaño de las partículas del cátodo y del electrolito sólido para maximizar la densidad energética.

Flujo de polvo

El FT4 proporciona una caracterización completa de las propiedades de flujo de un polvo y se ha consolidado como un medidor de polvo universal. Optimice los procesos de fabricación cuantificando las propiedades.

  • Resistencia al flujo en movimiento
  • Resistencia al cizallamiento
  • Cizalla contra la pared
  • Densidad aparente
  • Compresibilidad
  • Permeabilidad

Ejemplo de resultados

Valor para la industria de baterías

  • Conocer la Energía Específica de un polvo, un indicador de la fricción interparticular y del enclavamiento mecánico, puede ayudar a reducir los aglomerados en el lodo del electrodo.
  • Determinar y optimizar la permeabilidad, una medida de la capacidad de un polvo para liberar aire, puede mejorar la dispersión de la lechada y el relleno de cavidades en sistemas húmedos o secos.

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