In-situ-Quelltestsystem für Modell Coin Cell MCS1000

Lithium-Ionen-Batterien sind als beliebte Energiespeicher im Alltag weit verbreitet. Mit der Zunahme der Anwendungsszenarien werden auch höhere Anforderungen an die Batteriesicherheit gestellt. Beim Laden und Entladen des Lithium-Ionen-Akkus kommt es zu unterschiedlich starken Schwellungen. Dies führt einerseits zu einer Verformung des Batteriemontageraums, andererseits zu einer irreversiblen VerformungSchwellungDie Akkumulation führt auch zur strukturellen Zerstörung des aktiven Materials und beschleunigt so die Kapazitätsabschwächung. In der Monomerzellschicht erfolgt die Charakterisierung der ZelleSchwellungverfügt über weitere Charakterisierungsmethoden, beispielsweise durch Ausüben eines bestimmten Drucks auf die Zelloberfläche, um die Dicke der Zelle zu testen. DerSchwellungKraft, dieSchwellung Dder Zelle, einschließlich mehrerer Schichten positiver und negativer Polbleche, Membranen, Aluminium-Kunststofffolien oder Aluminiumhüllen, können die Quelle nicht genau lokalisierenSchwellungund Quantifizierung eines Materials. 

Für Lithiumforscher gibt es also immer noch gewisse Einschränkungen. Münzbatterien sind eine Batterieart, die von Lithiumforschern verwendet wird. Sie besteht aus einer einzigen Schicht aus positiver und negativer Elektrode und Membran, aber aufgrund der Bindung der positiven und negativen Elektrodenstahlhülle ist die Elektrode derSchwellungkann nicht gemessen werden. Wenn der Einfluss der Stahlhülle der positiven und negativen Elektrode ausgeschlossen ist und die Modell-Münzbatterie zur Erforschung verwendet wirdSchwellungDas Verhalten einer einschichtigen Batterie kann direkter analysiert werdenSchwellungLeistung des aktiven Materials, was hilfreich ist, um die Durchführbarkeit einer Materialmodifikation und Optimierung der Prozessformel zu bewerten.

 Schema des Modells Coin Zelle

1. Automatisierte Testsoftware

2. Modellieren Sie das In-situ-Schwellungstestsystem für Schnallenzellen

3. Lade- und Entladegeräte/elektrochemischer Arbeitsplatz

Haupteigenschaften

1.Die Instrumentengröße ist klein (Länge*Breite*Höhe 120*150*280 mm) und kann im Handschuhfach platziert werden.

2. Die Halterung der Modell-Knopfzelle kann zum Zusammenbau verschiedener Arten von Vollbatterien verwendet werden.

3. Gute Abdichtung, um eine langfristige Teststabilität zu gewährleisten und zuverlässigere Testergebnisse zu erhalten.

4. Hochpräzises Dickenmesssystem, Dickenmessauflösung 0,1 µm, Präzision ±1 µm.

5.In-situ-Test der gesamten ZelleSchwellungDickenkurve.

6. Die Ionenleitfähigkeit des Festelektrolyten kann getestet werden.

7. Die Software kombiniert automatisch die Änderungsdaten der Modellbatteriedicke sowie die Lade- und Entladedaten (kompatibel mit Teillade- und Entladeinstrument) und gibt den Testdatenbericht aus.

 Anwendungsfall

1. Die symmetrische L iL i-Batterie:

Bauen Sie eine symmetrische Li-Li-Batterie zusammen, um die Dickenänderung während der Lithiumabscheidung zu testen. Testparameter: Die Stromdichte beträgt 0,5 mA / cm², 2 Stunden lang geladen und entladen und 5 Minuten ruhen lassen. Während der Lithiumbeschichtung nahm die Gesamtdicke der Batterie allmählich zu, und pro 2 mAh Lithiumbeschichtung erhöhte sich die Gesamtdicke der Batterie um 2 μm, was einem Volumen entsprichtSchwellungvon etwa 0,76 mm³/mAh.

2. NCM-Li-Halbbatterie

Bauen Sie die NCM-Li-Batterie zusammen, um die Dickenänderung während des Ladens und Entladens zu testen. Testparameter: Die Stromdichte beträgt 0,6 mA / cm²,3~4,3V. Während des Ladevorgangs nimmt die Akkudicke abSchwellungbeträgt etwa 4 μm/mAh, und das VolumenSchwellungbeträgt ca. (0,6mm³ / mAh), hauptsächlich verursacht durch die Ablagerung von Lithium in der NCM-Oberfläche der Lithiumschicht. Während der Entladung beträgt die Dickenschrumpfung etwa 3 μm/mAh und die Volumenschrumpfung etwa (0,5 mm).³/mAh), hauptsächlich aufgrund der kontinuierlichen Entfernung von Lithium aus der ternären Lithiumschicht, nimmt die Dicke der Lithiumschicht ab;

3. NCM-Graphit volle Batterie

Bauen Sie die NCM-Graphitbatterie zusammen, um die Dickenänderung während des Ladens und Entladens zu testen. Testparameter: Die Stromdichte beträgt 0,6 mA / cm²,2,8 ~ 4,2 V. Die Dicke der Batterie nimmt im ersten Ladezyklus ab, was hauptsächlich auf die Ruhephase nach dem Zusammenbau zurückzuführen ist. Unter bestimmten Druckbedingungen schließt sich der Grenzflächenkontakt zwischen den positiven und negativen Elektroden allmählich, sodass die Ladezeit gestartet werden muss möglichst länger als 3 Stunden, bevor die Dicke geprüft wirdSchwellung. Während des späten Lade- und Entladevorgangs betrug die Dickenänderung sowohl beim Laden als auch beim Entladen etwa 1,33 μm/mAh, mit einer entsprechenden Volumenänderung von 0,2 mm³/ mAh, was hauptsächlich durch die Entfernung von Graphit durch Lithium verursacht wird; Die Dicke der Graphitbeschichtung beträgt etwa 100 μm. Wenn dieSchwellungWird die Dicke der positiven Elektrode vernachlässigt, beträgt der Prozentsatz der Dickenausdehnung des Graphits 2 %.

4. NCM-Si/C volle Batterie

Bauen Sie die NCM-Si/C-Batterie zusammen und testen Sie die Dickenänderung während des Ladens und Entladens; Testparameter: Die Stromdichte beträgt 0,6 mA / cm²,3~4,3V. Wenn sich die Dicke der Testmodellbatterie ausdehnt, wird die Schwellung der positiven NCM-Platte insgesamt ignoriertSchwellungist hauptsächlich dieSchwellungdes negativen SiC und abzüglich der Dicke der Kupferfolie kann der Quellungsprozentsatz berechnet werden. Im Vergleich zu zwei Arten von Materialien,SchwellungDas Material A ist größer als das Material B, und der erste Kreis ist voll, die Differenz ist kleiner, und im folgenden Zyklus ist B maximalSchwellungDie Dicke nimmt im Vergleich zum ersten Kreis ab und nimmt anschließend langsam zu. Bei A-Material ist jeder Kreis maximalSchwellungDie Dicke hat zugenommen, dies hängt mit der Art und Weise der zwei Materialmodifikationen zusammen.

Hauptparameter des Instruments

Installationsbedingungen