Al proporcionar una evaluación cuantitativa utilizando estos indicadores, el software agiliza la I+D y garantiza un control de calidad constante durante todo el proceso de fabricación.
Lodos y láminas de electródos
Antecedentes del desarrollo
• Pasta y láminas de electrodos
A medida que el mundo avanza hacia una sociedad neutra en carbono, los vehículos eléctricos (EV) propulsados por baterías de ionen litio (LIB) y los sistemas de almacenamiento de energía estacionarios (ESS) que aprovechan las energías renovables están experimentando una adopción generalizada en todo el mundo. Con esta expansión del mercado, la demanda de un mayor rendimiento y una mayor seguridad en las LIB sigue creciendo. Hioki es reconocida desde hace tiempo como líder en tecnología de medición de la impedancia interna de las baterías, lo que le ha valido un gran reconocimiento por parte de la industria. En 2019 se lanzó el sistema de medición de la resistencia de los electrodos RM2610, que permite evaluar las láminas de electrodos, componentes críticos de las celdas de las baterías, y aporta un valor único al proceso de desarrollo.
Las láminas de electrodos se fabrican recubriendo una lámina metálica con una pasta de electrodos, y posteriormente secándola y calandrándola. Las variaciones en la conductividad electrónica de la pasta recubierta en la lámina de electrodo pueden provocar una degradación del rendimiento y la generación de calor, lo que afecta directamente al rendimiento de la batería terminada. Un factor crítico para reducir la variabilidad es la conductividad electrónica de la pasta líquida antes del recubrimiento. Sin embargo, hasta ahora no existía ningún indicador práctico que representara fácilmente la conductividad de la pasta en ese estado.
En respuesta a ello, Hioki ha desarrollado nuevos indicadores de evaluación que cuantifican la conductividad electrónica de la pasta y permiten una evaluación objetiva. El software recién lanzado obtiene tres indicadores (DCR, Rratio y Uniformidad) a partir de parámetros obtenidos mediante el análisis de circuitos equivalentes de los valores de impedancia. En pruebas de validación internas (utilizando pastas de composición idéntica con procesos de mezcla variados), confirmamos que las láminas de electrodo fabricadas a partir de pastas con buenos resultados en estos tres indicadores tendían a presentar características resistivas más bajas y estables.
Al proporcionar indicadores cuantitativos para la evaluación de las suspensiones, este método permite a los investigadores y fabricantes identificar oportunidades de optimización en formulaciones de materiales complejos y condiciones de mezcla. Estos indicadores pueden aplicarse en la investigación y el desarrollo de LIB, para la reproducibilidad de la calidad durante la ampliación y para el control de calidad en las líneas de producción en masa.
El software analítico SA2634 ofrece un flujo de trabajo integrado desde la medición hasta el análisis, lo que mejora la eficiencia y garantiza la seguridad de los datos, al tiempo que proporciona tres indicadores clave para la I+D de pastas de electrodos. Al apoyar un desarrollo más eficiente de las láminas de electrodos para baterías de iones de litio, el software analítico SA2634 de Hioki contribuye al avance de una sociedad con bajas emisiones de carbono y a la construcción de un futuro sostenible.
Características principales
1. Evaluación en pequeñas cantidades y en condiciones reales
Evalúe las suspensiones de cátodo/ánodo, las pastas conductoras o las dispersiones de CNT con tan solo 1 ml, sin necesidad de pretratamiento. Esta eficiencia acelera su investigación al permitir la rápida comprobación y verificación de hipótesis, minimizando los residuos y ofreciendo resultados fiables sobre la dispersión y las redes conductoras.
2. Medición de impedancia
La célula de electrodo y el dispositivo de prueba específicos minimizan el ruido de medición para obtener datos de impedancia altamente reproducibles. Los barridos controlados por el SA2634 duran aproximadamente un minuto y capturan el estado de la suspensión con cambios mínimos durante el análisis, lo que resulta ideal para materiales dinámicos en la investigación de baterías.
3. Análisis de circuitos equivalentes
El SA2634 automatiza la creación de circuitos equivalentes complejos y el establecimiento de valores iniciales, y puede manejar hasta 1000 archivos a la vez. Esto agiliza el procesamiento por lotes para realizar comparaciones eficientes, convirtiendo los datos de impedancia sin procesar en evaluaciones significativas sin necesidad de tener un profundo conocimiento de las técnicas de análisis.
4. Indexación cuantitativa
Los tres indicadores, «DCR», «Rratio» y «Uniformidad», se derivan de los resultados del análisis. Estos indicadores permiten una evaluación cuantitativa y también funcionan como un lenguaje común entre departamentos y empresas asociadas.
Aplicaciones principales
• Evaluación de las suspensiones de electrodos catódicos y anódicos de LIB
• Evaluación de la dispersión de aditivos conductivos
• Evaluación de la reproducibilidad de la calidad durante la ampliación y la expansión de la línea de producción
• Control de calidad mediante inspecciones por muestreo
Sistema de análisis de lodos: configuración del producto
• Software de análisis SA2634
• Medidor LCR IM3536
• Dispositivo de prueba SA9002
• Célula de electrodo SA9001 (caja de 50, para lodos con disolvente NMP)
• Célula de electrodo SA9001-01 (caja de 50, para lodos con disolvente acuoso)
Acerca de HIOKI
Fundada en 1935, HIOKI E.E. CORPORATION (TSE: 6866) ha crecido hasta convertirse en líder mundial en el suministro constante de instrumentos de prueba y medición a través de un diseño, una fabricación y unas ventas y servicios avanzados. Al ofrecer más de 200 productos principales que se caracterizan por su seguridad y calidad, al tiempo que satisfacen una amplia gama de aplicaciones, nuestro objetivo es contribuir a la eficiencia y el valor del trabajo de nuestros clientes en investigación y desarrollo, producción y mantenimiento eléctrico. Los productos y servicios de Hioki están disponibles en todo el mundo a través de nuestra amplia red de filiales y distribuidores
