Rheo-Impedance Spectroscopy

Rheo-Impedance nabízí bezkonkurenční kvalitu dat při simultánních měřeních elektrické impedance a reologických měřeních pro posouzení kalů elektrod za podmínek relevantních pro proces, což pomáhá zajistit úspěšný výkon baterie.

Rheo-impedanční spektroskopie nabízí silný pohled na mikrostrukturu komplexních tekutin, jako jsou kaly bateriových elektrod, emulze, barvy, povlaky a další. Spojení dielektrické impedanční spektroskopie s měřením reologie DHR umožňuje uživatelům charakterizovat změny mikrostruktury vzorků vyvolané smykem za podmínek relevantních pro proces, jako je míchání, skladování a potahování. Simultánní přesná měření viskozity, meze kluzu, viskoelasticity a zotavení poskytují nové poznatky, které spojují vlastnosti toku se základními změnami v mikrostruktuře.

Složení suspenze elektrod baterie a vývoj procesu se řídí impedanční spektroskopií. Počáteční měření impedance provedená bez aplikovaného smyku indikují disperzi vodivého materiálu v suspenzi po smíchání. Simultánní impedance a rotační deformace přímo měří smykem vyvolané změny v mikrostruktuře, replikují podmínky nanášení kaše a umožňují měření časově závislé obnovy po smyku. Tyto nové poznatky ověřují, že elektricky vodivá síť je v hotové elektrodě zachována a zajišťují úspěšný výkon baterie.

Příslušenství

Rheo-Impedanční spektroskopie DHR dosahuje bezkonkurenční kvality dat při měření dielektrické impedance i reologie. Tradiční přístupy ke kombinované reologické a dielektrické impedanci vyžadují elektrický kontakt s horním nástrojem, buď pevně zapojený, pružinový kontakt, nebo kapalný elektrolyt, což omezuje měření rozsah. Příslušenství Rheo-Impedance umístí obě elektrody na spodní desku pomocí izolované geometrie horní paralelní desky jako vodiče, čímž se eliminuje nutnost kontaktu s horním nástrojem. Tento jedinečný design umožňuje neomezená měření Rheo-impedance:

• Simultánní měření impedance a ustáleného smyku za podmínek relevantních pro proces
• Bez tření: absence drátěných nebo pružinových kontaktů umožňuje plný rozsah citlivosti točivého momentu DHR, což umožňuje přesnou charakterizaci viskozity, meze kluzu, viskoelasticity a obnovy struktury
• Měření dielektrické impedance až do 8 MHz, bez omezení a experimentálních výzev kontaktu s kapalným elektrolytem
• Instalace za méně než 5 minut: Rychloupínací destička Rheo-IS se připevňuje k pokročilé Peltierově destičce pro řízenou teplotu
• Kalibrace, měření, signály a analýza dat LCR měřiče integrované v softwaru TRIOS

*minimální točivý moment závisí na modelu přístroje

Formulace katodové suspenze
Rheo-impedanční spektroskopie nabízí silný pohled na formulaci katodové suspenze, přičemž vyhodnocuje vliv každé složky na reologii i distribuci vodivé sítě. Katodová suspenze byla připravena nejprve smícháním sazí a PVDF v NMP (vzorek A), poté přidáním NMC (vzorek B). Měření impedance byla provedena na materiálu v obou krocích, v rozsahu rostoucích smykových rychlostí. Viskozita vzorku A je výrazně vyšší, navzdory nízkému obsahu pevných látek (8 %), ve srovnání se vzorkem B s přidaným NMC (obsah pevných látek: 72 %). Částice NMC napomáhají dispergování aglomerátů sazí do jednotnější sítě, což vede ke snížené viskozitě výhodné pro potahování.

Simultánní měření impedance toto vysvětlení podporuje. Nyquistův graf vzorku A ukazuje jeho významné změny impedance při různých smykových rychlostech, což ukazuje na měnící se síť sazných aglomerátů. Naproti tomu vzorek B vykazuje konzistentní impedanci napříč všemi smykovými rychlostmi. Začlenění NMC napomáhá distribuci sazí, což vede k stabilnější elektricky vodivé síti. Tato smykově stabilní mikrostruktura je příznivá pro výrobu a zajišťuje zachování vodivé sítě v hotové katodě.