Nový systém HIOKI pro testování elektrod Li-Ion baterií

Se stále vzrůstající potřebou výroby a vývoje lithium-iontových baterií (Li-Ion) přichází japonská společnost HIOKI na trh se zcela novým systémem umožňujícím testování a vývoj nových technologií při výrobě těchto dnes zcela nepostradatelných součástí nejrůznějších zařízení pro uchování elektrické energie.

Princip testování spočívá v kvantifikaci elektrického odporu kompozitní vrstvy a odporu přechodové vrstvy (rozhraní) mezi kompozitní vrstvou a proudovým kolektorem fóliových elektrod, které jsou v Li-Ion bateriích používány. Tyto hodnoty jsou klíčové pro zlepšování vlastností stávajících a další vývoj nových generací tohoto typu baterií. Konkrétně je pro zjištění dvou výše uvedených veličin použita metoda postupného přibližování změřeného a vypočteného potenciálu na povrchu fóliových elektrod.

Prvním krokem v tomto procesu je změření skutečného potenciálu (resp. jeho distribuce na měřeném povrchu elektrody) pomocí injektování konstantního proudu do kompozitní vrstvy elektrody a následného měření napětí/potenciálu kontaktovacím polem v požadované ploše vzorku. Druhým krokem potom je počítačová modelace této elektrody, přičemž proměnnými jsou právě hledané veličiny odporu kompozitní vrstvy a odporu rozhraní této vrstvy a proudového kolektoru. Iterací jako posledním krokem je hledána taková podobnost rozložení změřeného a modelovaného potenciálu na elektrodě, až je toto rozložení považováno za shodné – a tím jsou zpětně definovány hledané hodnoty obou výše popsaných elektrických odporů.

Jedním z hlavních přínosů tohoto přístupu je, že není třeba nejdříve zkompletovat celý akumulátor jako prototyp, ale je možno analyzovat jednu z jeho nejdůležitějších komponent − elektrody − z pohledu materiálového složení již ve fázi přípravy výroby.

Součástí systému je originální výpočetní software HIOKI

Měřicí systém HIOKI sestává ze čtyř základních komponent, a to samotného měřicího přístroje RM2611, dále je to upínací stolice RM9003, testovací přípravek RM9004 (tj. část s polem sond pro měření napětí) pro osazení do upínací stolice a konečně výpočetní software RM2612 pro iteraci a stanovení hledaných hodnot odporu.

Jednotlivé položky lze objednávat samostatně, což je podstatné zejména u měřicího pole RM9004 pro možnost jeho výměny při opotřebování nebo zanešení nečistotami. Jednotlivé součásti systému jsou zřejmé z obrázku 1.

Pro více informací o této novince prosím kontaktujte zástupce výrobce HIOKI v České republice a na Slovensku, společnost TESTOVACÍ TECHNIKA s. r. o.