
川源科技(蘇州)有限公司

已認(rèn)證
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隔膜離子電導(dǎo)率作用
隔膜離子電導(dǎo)率表示離子通過隔膜的速度與電流的比率(公式1所示),是評價電池性能和安全性的重要指標(biāo)之一,其主要的作用有如下幾點:
1. 影響電池內(nèi)阻:決定離子在膜中傳輸?shù)碾y易程度。高電導(dǎo)率的隔膜可以減少離子傳輸時的阻力,從而降低電池的內(nèi)阻,在充放電過程中能量損失較小。
2. 提高電池充放電性能:高電導(dǎo)率的隔膜允許離子更快速地通過,從而提高電芯的充放電速度。同時,它還有助于減少離子在膜中的積聚,保持電池的容量穩(wěn)定。
3. 增強電池安全性:有助于提高電芯的安全性。高電導(dǎo)率的隔膜可以更有效地分散離子,減少局部積聚的風(fēng)險,從而提高電芯的安全性。
4. 優(yōu)化電池設(shè)計:通過選擇具有合適電導(dǎo)率的隔膜,設(shè)計者可以平衡電芯的性能、安全性以及成本等因素,從而優(yōu)化電芯的整體設(shè)計。
注:k:電導(dǎo)率,單位S/m;ρ:電阻率,單位Ω·m;L:材料的長度,單位m;S:材料的橫截面積m2。
隔膜離子電導(dǎo)率評價方法
現(xiàn)階段隔膜離子電導(dǎo)率都是通過手套箱制作全電芯、對稱電芯或者小尺寸簡易電芯來進(jìn)行評估測量,過程冗長復(fù)雜,影響因素多,對于快捷簡單的評價方法及儀器需求緊迫。(如圖1所示)
川源科技(蘇州)有限公司(下稱“川源科技”)通過自主研發(fā),省略冗長的電芯制作過程,浸潤后的隔膜直接放置于儀器的測量端子間,通過軟件算法直接輸出隔膜離子電導(dǎo)率(如公式2所示)。
注:Rn:n層隔膜時的測量電阻;n:測試時疊加的隔膜層數(shù)。
相較傳統(tǒng)評價方式,川源的儀器主要具有以下幾點優(yōu)勢(詳見表1):
2 不用組裝電池,無人工裝配差異影響,效率高;
2 全自動測試,人員操作簡單;
2 高精度可控溫,實現(xiàn)不同溫度檢測;
2 全自動數(shù)據(jù)輸出,不用人工數(shù)據(jù)處理和擬合分析;
2 無輔助配套和耗材銷售,綜合使用成本低;
2 1分鐘測試完成,無需考慮氛圍保護(hù);
圖1:傳統(tǒng)電池裝配測試法過程示意圖
表1:隔膜離子電導(dǎo)率評價方法優(yōu)勢對比表
儀器主要參數(shù)
為了滿足不同的應(yīng)用場景,川源科技現(xiàn)階段擁有3款類型的產(chǎn)品(詳見表2):
分體版:定制版,根據(jù)客戶要求定制樣機;
一體式常溫版:滿足市面上大多隔膜離子/binder電導(dǎo)率的評價;
一體式控溫版:一體式常溫版的升級版,解決離子電導(dǎo)率測量結(jié)果對測量環(huán)境較為敏感的隔膜/binder評價。
表2:儀器系統(tǒng)參數(shù)表
圖2:SIC A6產(chǎn)品主要外形圖
部分應(yīng)用案例
1. 新方法效果評價-重復(fù)性
相同試驗條件,重復(fù)測量3組,每組測量點的線性擬合R2均大于99%,說明數(shù)據(jù)線性可用。
2. 新方法效果評價-再現(xiàn)性
相同試驗條件,每天測量3組隔膜離子電導(dǎo)率,連續(xù)監(jiān)測3天,數(shù)據(jù)制作成Xbar-S控制圖顯示過程穩(wěn)定、可控。
3. 新方法效果評價-新舊方法對比
相同材料和測試條件,新舊方法的測量結(jié)果相近。
結(jié)束語
隔膜離子電導(dǎo)率檢測在電芯性能評估、品質(zhì)監(jiān)測與改進(jìn)、研發(fā)與工藝優(yōu)化以及市場需求與競爭力等方面均具有重要的應(yīng)用價值,傳統(tǒng)方式無法達(dá)到快速且便利的效果,川源科技的隔膜離子電導(dǎo)率系列產(chǎn)品將有效解決客戶此方面的痛點。
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