能量存储和转换

电池研究和质量控制

电池研究包括从新材料的理论和概念验证到原材料和成品电池的表征和质量控制的发展过程。在追求更高的能量、功率密度和更有效的能量存储方面取得的进展依赖于对材料和电池进行表征的精密仪器。

Metrohm为您提供高质量的分析仪器,专有技术和一流的现场服务,以启用和支持您的研究。

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使用离子色谱法的阴离子和阳离子

能量储存中阴离子和阳离子的色谱图

锂离子电池是便携式和移动应用中最重要的存储技术。亚博app官网赞助意甲它们的优点不仅在于它们的高电池电压水平和灵活的放电时间,而且在于它们的高重力能量密度。在锂离子电池的开发和优化中,电解质或不同组分洗脱液中锂、氟、六氟磷酸盐等离子的含量是一个特别感兴趣的方面。

开放门的研究与开发离子色谱系统

用离子色谱法,可以在较宽的浓度范围内平行地测定各种无机和有机阴离子和阳离子。任何样品准备步骤,可能需要(洗脱,稀释,过滤)可以自动化与Metrohm内联样品制备(“MISP”)技术。可以测定下列离子:

  • 氟、六氟磷酸盐、四氟硼酸盐和锂在阳极、阴极和分离箔等单个组分的洗脱液中
  • 电解质液体中的氟、六氟磷酸盐和锂

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锂离子电池中的水

锂离子电池组

电池电解质由无水非质子溶剂和锂盐的混合物组成。锂离子电池必须完全没有水(<20mg / L),因为水与导电盐反应,例如,Lipf6.,形成氢氟酸。

使用Karl Fischer Coulometry和烘箱方法测定电解质中的水含量。或者,可以应用手动或自动注入剂量。除了电解质之外,还可以在所有锂离子电池零件中确定水 - 从用于涂覆的阳极和阴极箔和电极涂料制剂的原料和电解质。

阅读更多关于卡尔费希尔滴定

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电化学表征…

...电池,电极材料和电解质

各种电池

今天存在大量二次电池类型。This group includes, for instance, the world’s most widely used battery type, lead-acid, or NiCd/NiMH, lithium-ion, metal-air, sodium-sulfur, and sodium-nickel batteries, in addition to a number of technologies under development. The total power output of batteries is determined by the properties of the electrolytes used and of the anode and cathode materials. Electrochemical methods are suitable for, e.g.:

  • 确定电流/电压特性
  • 电池极性反转(充电)试验
  • 利用电化学阻抗谱(EIS)表征老化效应
  • 记录放电和充电周期
  • 确定电池容量
  • 测量电解质电阻和电荷转移电阻(电极反应)
  • 确定脉冲功率额定值/高电流能力
Metrohm Autolab仪器是表征和开发电池材料的理想工具,如阳极和阴极材料,分离,电解质,边界层以及铁磷酸锂中Fe(II)和Fe(III)的测定。

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...超级电容器

带笔记本电脑电化学应用的模块化电位仪/ Galvanostat仪器亚博app官网赞助意甲

超级电容器(也称为超级电容器,电化学电容器或双层电容器)是存储和释放电荷的电化学装置,并在短时间内提供高功率密度。它们能够高效地存储电能和释放电能的能力非常迅速使它们非常适合适用于短时备用电源和峰值功率需求至关重要的应用。亚博app官网赞助意甲

超级电容的性能是通过测量其电容(可随外加电位变化)和等效串联电阻(ESR)来确定的。这些参数可以通过恒流充电超级电容器和监测电位响应(计时电位法),应用电位脉冲和监测电流响应(计时安培法)或电化学阻抗谱(EIS)来测量。无论你想测量什么,Metrohm Autolab都有合适的仪器。

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燃料电池……

通过氧化氢或甲烷产生电力的燃料电池的示意图

燃料电池被认为是通过氧化氢或甲烷来产生电力的化学能量存储系统。它们以比热动发动机更高的效率,不产生二氧化碳。燃料电池与电池不同,因为它们需要连续的燃料源来维持化学反应。只要提供燃料,燃料电池就会产生电力。

燃料电池的类型有碱性(AFC)、聚合物电解质膜(PEMFC)、直接甲醇(DMFC)、磷酸(PAFC)、熔融碳酸盐(MCFC)或固体氧化物(SOFC)燃料电池。

燃料电池的表征包括电化学阻抗谱(EIS)以及电池的极化和功率密度曲线指向最佳操作条件。

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证明

“我们一直在使用过去十年的Metrohm仪器......没有任何问题。”

S. Basu教授,化学工程系,印度理工学院,德里