Nos últimos anosA busca dos países por "emissões limpas" levou ao rápido desenvolvimento de veículos de nova energia, o que levou ao rápido desenvolvimento de baterias de íons de lítio.O Prêmio Nobel de Química de 2019 foi concedido a três cientistas que trabalham em baterias de íons de lítio: o cientista americano John Goodinoff, o cientista britânico-americano Stanley Whittingham e o cientista japonês Yoshino.

As baterias de íons de lítio de potência atuais contêm uma variedade de materiais críticos, sejam elas cilíndricas, quadradas ou de embalagem suave, com uma composição estrutural semelhante à figura abaixo. Estes materiais positivos, seja o custo ou o item de análise, ocupam uma proporção maior.

Dependendo do material, as baterias de íons de lítio podem ser divididas em cobalto de lítio, manganato de lítio, fosfato de ferro de lítio, níquel-cobalto-manganês (tríduo), etc. Atualmente, as baterias de lítio de potência comercializadas são principalmente fosfato de ferro de lítio e tríduo.

Esta série analisará a solução completa e as características da Shimazu em cinco dimensões, a partir da detecção de polos positivos, polos negativos, membranas de isolamento, eletrólitos e análise de falhas de células de bateria.

Solução completa para materiais positivos

A Shimazu dispõe de uma ampla gama de equipamentos de caracterização e teste para ajudar as empresas de materiais positivos e de baterias a responder às diversas necessidades de teste de produção, controle de qualidade e pesquisa e desenvolvimento.

Aplicativos em destaque

1. Detecção de agregados e objetos estranhos

materiais positivos, seja fosfato de ferro de lítio ouNCM, NCA e outros materiais tridimensionais, no processo de produção da empresa de materiais ou no uso da empresa de baterias, inevitavelmente existem agregados ou objetos estranhos. A presença desses objetos estranhos pode causar potencialmente grandes danos ao desempenho e à segurança das baterias subsequentes. Existem vários meios de detecção de objetos estranhos, mas outros métodos, como microscópio eletrônico ou raios-X, têm custos excessivos para se adaptar melhor às desvantagens do local de produção variado.

Shimazu estáO novo produto lançado em 2019, o sistema de análise de imagens de partículas dinâmicas iSpect DIA-10, tem baixo custo de uso e manutenção, alta sensibilidade do instrumento e fácil operação, ao mesmo tempo que possui características como durabilidade cutânea, especialmente adequado para a análise de agregados, objetos estranhos e outros para o teste de materiais tripolares na linha de produção.

Detecção do conteúdo elementar e caracterização da sua distribuição

Microanalisador de sonda eletrônicaEPMA como uma ferramenta analítica eficaz, é amplamente utilizado na pesquisa e desenvolvimento de vários materiais de baterias de íons de lítio, gerenciamento de qualidade do processo de fabricação, análise ruim e outros aspectos. O microanalisador de sonda eletrônica EPMA-8050G da Shimazu possui características como alta resolução espacial, alta sensibilidade e alta resolução, especialmente para elementos de massa ultraleve (até 4Be). Essas características destacadas foram reconhecidas por muitos fabricantes de materiais positivos. O exemplo abaixo é a utilização do EPMA-8050G para caracterizar a distribuição de substâncias ativas em secção positiva, adesivos, auxiliares condutores e eletrólitos.

Análise da superfície elementar total da seção positiva

（Al: concentração de fluidos; Mn + O: substâncias ativas; F+P: sal de suporte eletrólito; C+F: adesivos; C: auxiliares de condução)

Análise da superfície elementar da substância ativa após a ampliação da seção positiva

Avaliação da resistência à pressão das partículas e da relação de desempenho

materiais positivos atuais, seja fosfato de ferro de lítio ouNCM / NCA e outros materiais tridimensionais, o método principal é a síntese de fase de alta temperatura, a fim de alcançar um melhor desempenho, em geral, os materiais positivos são estruturas porosas. Mas a porosidade também precisa ser controlada, caso contrário, a estrutura do material será muito porosa e facilmente colapsará durante o ciclo de carga e descarga.

Máquina de teste de compressão de Shimazu*MCT) pode ser testado para resistência à pressão e capacidade de rebote de partículas individuais. Além disso, o instrumento pode ser equipado com componentes de medição de resistência e sistema de controle de temperatura, por isso, além de obter as propriedades mecânicas das partículas, também pode obter informações ricas sobre a relação resistência-compressão da partícula e a relação temperatura-compressão. A combinação de meios como BET, SEM e medidores de partículas a laser permite que as partículas de material positivo obtidas tenham melhor desempenho e estabilidade.