电池材料测试

在您的世界里，所用电力来自哪里？

很多年以来，从家用产品到救生医疗设备，甚至我们小时候最喜欢的玩具，电池一直在为我们的生活提供着电力。当今，电池的应用领域比以往任何时候都多，因而也形成了关于电池如何使用才能为我们的未来提供可持续性电力的研究热潮。

电池的工作原理是怎样的？

锂离子电池主要由四个部分组成：阴极、阳极、隔膜和电解液。在工作电池内，锂离子在放电时从阳极流向阴极，充电时则流向相反。单个的电池芯输出的能量是有限的，它通常会与其他电池芯组合形成电池组。电池组则可以组合成电池模块，用于能量输出要求更高的储能应用中，如电动汽车和电网储能。阴极、阳极、隔膜和电解液各自的组成材料共同决定了电池的六个主要性能特征：运行时长、安全性、循环寿命、功率、能量密度和成本。

制作电池：如何选择合适的材料

电池每个部分应该选择什么样的材料，从而可以优化电池的六大性能特征，其中一个关键方面是依靠先进的分析表征手段。选择材料时，最关键的考察参数之一是耐热性，因为组成工作电池的材料必须能够在 -20 °C 到 60 °C的温度范围内工作。热分析作为一种分析技术，是测试电池材料耐热性和热稳定性的理想方法。通过热分析可得到分解温度、化学组成、氧化程度、溶剂组成、熔化温度、玻璃化转变温度、热稳定性等热学参数。

哪些分析技术适合我的研究？

选择您的组件

将热分析与机械性能测试相结合，为了解聚合物（如聚合物隔膜）的长度和形状在空间维度上的稳定性提供了可能。对热学和维度稳定性的深刻了解有助于防止出现隔膜故障和确保电池的安全性。
最后，在生产过程中的材料组装阶段，通常需要与由固体颗粒、粘合剂和溶剂组成的浆料打交道。在这一阶段，流变学可提供每个生产阶段（包括储存、混合、涂布和干燥）关于电池浆料的关键信息。测量流变曲线有助于确保涂层均匀、无缺陷，使生产的电极具有一致性和高质量，且批次间重现性高、废品率低。
无论您是想在减小占地面积的同时提高电池性能，还是想使用更具可持续性的材料开发全新的电池，取得成功的关键，是了解电池主要部件材料的热学、流变学、量热学和机械力学方面的性能。沃特世 TA 仪器 (Waters-TA Instruments) 能够为电池研究先锋人员提供先进的分析表征工具，用在开发更高性能、更高安全性的电池技术中。为了您的研究取得成功，请联系我们，开始设计适合您的工作流程吧。