Batteria agli ioni di litio

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Lithium Ion Batteries

 

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Domande frequenti

In cosa consiste la verifica delle batterie agli ioni di litio e come funziona?

Selezionate una domanda::

  1. Quali sono i vantaggi offerti dalle batterie agli ioni di litio?
  2. Qual è la durata utile delle batterie agli ioni di litio?
  3. Qual è la temperatura di funzionamento in sicurezza per le batterie agli ioni di litio?
  4. Qual è l'impatto della presenza d'acqua all'interno delle batterie agli ioni di litio?
  5. In quali componenti delle batterie deve essere verificata la presenza d'acqua?
  6. Prima di inserire l'elettrolita nella batteria è necessario verificare la presenza sia di acqua che di acido fluoridrico?
  7. Qual è il metodo da preferire per verificare la presenza d'acqua nell'elettrolita?
  8. Qual è il metodo raccomandato per verificare la presenza d'acqua nel materiale solido del catodo, dell'anodo e del separatore?
  9. È necessario controllare la densità dell'elettrolita?
  10. In che modo l'analisi termica può contribuire all'indagine sulla sicurezza delle batterie agli ioni di litio?
  11. In che modo si può studiare la sintesi del materiale anodico in grafene mediante l'analisi termica simultanea?
  12. Perché la chiusura del separatore è importante, e come può essere studiata?
  13. Un materiale aggressivo può danneggiare lo strumento di misura usato per formulare un lotto semiliquido?
  14. Come si possono tarare le bilance industriali nei macchinari e negli impianti di produzione?
  15. Quali sono i vantaggi del riempimento dell'elettrolita basato sul peso?
  16. Quanto accuratamente si può misurare il processo di riempimento dell'elettrolita?
  17. L'uso di una bilancia industriale consente di individuare elementi nascosti nei moduli delle batterie?
  18. Perché il controllo accurato del pH di processo è importante durante la produzione del PCAM?
  19. Come posso evitare la degradazione della PCAM nei cristallizzatori?
  20. Durante la calcinazione PCAM, come posso essere sicuro che la concentrazione di ossigeno sia al livello richiesto?

1. Quali sono i vantaggi offerti dalle batterie agli ioni di litio?

Le batterie agli ioni di litio possono essere ricaricate centinaia di volte e sono più stabili. Rispetto ad altre batterie ricaricabili, tendono ad avere livelli maggiori di densità di energia e voltaggio e una minore velocità di autoscarica.

 

2. Qual è la durata utile delle batterie agli ioni di litio?

La durata tipica di una batteria agli ioni di litio è di circa due o tre anni, o da 300 a 500 cicli di carica, a seconda di ciò che si verifica prima.

 

3. Qual è la temperatura di funzionamento in sicurezza per le batterie agli ioni di litio?

Le batterie agli ioni di litio funzionano al meglio quando sono caricate a una temperatura compresa tra 0 °C e 45 °C. La temperatura ideale per la scarica è compresa tra -20 °C e 60 °C.

 

4. Qual è l'impatto della presenza d'acqua all'interno delle batterie agli ioni di litio?

L'acqua presente nella batteria agli ioni di litio reagisce con l'elettrolita generando prodotti dannosi come l'acido fluoridrico (HF). Queste sostanze chimiche causano la degradazione degli elettrodi, interferiscono con il funzionamento complessivo e, in definitiva, riducono la capacità della batteria. In più, la presenza d'acqua può dar luogo a reazioni incontrollate, portando all'esplosione della batteria.

 

5. In quali componenti delle batterie deve essere verificata la presenza d'acqua?

La presenza d'acqua deve essere verificata in tutti i componenti della batteria prima dell'assemblaggio. Tutti i componenti che entrano in contatto tra loro attraverso l'elettrolita liquido.

 

6. Prima di inserire l'elettrolita nella batteria è necessario verificare la presenza sia di acqua che di acido fluoridrico?

L'impatto negativo dell'acido fluoridrico (HF) sulle prestazioni delle batterie è notorio. Questa sostanza si forma attraverso una reazione dell'elettrolita con l'acqua. La reazione può avvenire all'interno della batteria, ma anche durante il processo di produzione dell'elettrolita. Di conseguenza, prima di inserire l'elettrolita nell'alloggiamento della batteria è importante verificare la presenza non solo d'acqua, ma anche di HF.

 

7. Qual è il metodo da preferire per verificare la presenza d'acqua nell'elettrolita?

Il metodo migliore per determinare quantità ridotte di contenuto d'acqua dell'elettrolita è la titolazione coulometrica Karl Fischer (KF). L'analisi è rapida e affidabile e non richiede alcuna preparazione del campione. Il campione di elettrolita è introdotto nel recipiente di titolazione e il risultato è disponibile entro uno o due minuti.

 

8. Qual è il metodo raccomandato per verificare la presenza d'acqua nel materiale solido del catodo, dell'anodo e del separatore?

I campioni solidi non possono essere introdotti direttamente nel recipiente di titolazione Karl Fischer. Di conseguenza, è necessario l'uso di un fornetto per estrarre l'acqua in fase gassosa. Il fornetto InMotion KF porta il campione solido ad alte temperature; quindi, un flusso di azoto secco trasporta l'acqua vaporizzata alla cella di titolazione coulometrica, dove viene individuata. L'analisi è completamente automatica. L'elettrodo è inserito nelle fiale e il metodo è avviato mediante One Click™.

 

9. È necessario controllare la densità dell'elettrolita?

La densità di un liquido dipende dalla sua composizione. L'acqua e le altre impurità modificano la densità dell'elettrolita. Un rapido controllo della densità dell'elettrolita consente di individuare contaminanti e determinare l'eventuale scarsa qualità.

 

10. In che modo l'analisi termica può contribuire alle verifiche sulla sicurezza delle batterie agli ioni di litio?

L'analisi termogravimetrica (TGA) e la calorimetria a scansione differenziale (DSC) sono strumenti preziosi per determinare la stabilità termica e il profilo di decomposizione dei vari componenti delle batterie. È possibile indagare sulle reazioni termiche incontrollate della batteria tanto in situazioni normali quanto in situazioni estreme.

 

11. In che modo si può studiare la sintesi del materiale anodico in grafene mediante l'analisi termica simultanea?

Un metodo semplice e poco oneroso per ottenere il grafene consiste nel ridurre l'ossido di grafite, che può essere ricavato facilmente dalla grafite. La riduzione graduale dell'ossido di grafite può essere seguita facilmente da un'analisi mediante TGA/DSC.

 

12. Perché la chiusura del separatore è importante, e come può essere studiata?

Ai fini della sicurezza, è importante che il separatore si chiuda (chiusura dei pori) prima dell'avvio della fusione. Ciò può essere verificato mediante un'analisi termomeccanica (TMA), che caratterizza il restringimento e il comportamento di fusione della membrana del separatore.

 

13. Un materiale aggressivo può danneggiare lo strumento di misura usato per formulare un lotto semiliquido?

Per assicurare che lo strumento di misura non sia a contatto diretto con materiali caldi, freddi, aggressivi o esplosivi, in genere i moduli di pesatura e le celle di carico vengono installati all'esterno del serbatoio o del miscelatore. Inoltre, questi sensori sono accurati a prescindere dalle caratteristiche del materiale, quali forma, superficie, dielettricità, numero di Reynolds, viscosità o altro.

 

14. Come si possono tarare le bilance industriali nei macchinari e negli impianti di produzione?

Celle di carico e moduli di pesatura integrati nei macchinari e negli impianti di produzione sono componenti fondamentali che devono funzionare in modo sicuro e accurato. I servizi di taratura su misura offerti da METTLER TOLEDO per qualsiasi portata contribuiscono a raggiungere risultati uniformi e un funzionamento costante. Tali servizi comprendono la taratura dei pesi di prova, la taratura del materiale di sostituzione, la taratura idraulica mediante RapidCal™ e la taratura senza pesi CalFreePlus con POWERCELL®.

 

15. Quali sono i vantaggi del riempimento dell'elettrolita basato sul peso?

Il riempimento dell'elettrolita direttamente sopra lo strumento di pesatura consente di realizzare un circuito chiuso tra sensore e macchina riempitrice. Ciò significa che è possibile regolare continuamente la macchina riempitrice durante la produzione, eliminando i fattori di incertezza e garantendo la qualità uniforme delle celle per batterie.

 

16. Quanto accuratamente si può misurare il processo di riempimento dell'elettrolita?

Quando si sceglie una tecnologia di pesatura per il riempimento dell'elettrolita, parametri quali risoluzione, ripetibilità e sensibilità devono essere in cima alla lista. È poi fondamentale non adottare come unico criterio di selezione la risoluzione poiché questa, da sola, non può garantire risultati stabili o qualità elevata.

 

17. L'uso di una bilancia industriale consente di individuare elementi nascosti nei moduli delle batterie?

È possibile eseguire la tara e la verifica incrociata del peso al termine dell'assemblaggio del modulo della batteria. Tale procedura consente di verificare che siano inclusi tutti i prodotti previsti e che nulla sia caduto accidentalmente nel modulo durante l'assemblaggio. Tra l'altro, la pesatura non è influenzata in nessun modo dalle superfici lucide in alluminio.

 

18. Perché il controllo accurato del pH di processo è importante durante la produzione del PCAM?

Il pH di processo influenza direttamente la granulometria e la morfologia delle particelle e perciò è responsabile delle prestazioni della batteria; carica/scarica.

 

19. Come posso evitare la degradazione della PCAM nei cristallizzatori?

La presenza di ossigeno nei reattori durante la sintesi di PCAM può facilmente portare alla formazione di ossidi NCM indesiderati; Pertanto, è importante mantenere un'atmosfera inerte nello spazio di testa del reattore. La misurazione continua dell'ossigeno in situ fornisce una notifica immediata dell'ingresso di aria o di una copertura di azoto insufficiente.

 

20. Durante la calcinazione PCAM, come posso essere sicuro che la concentrazione di ossigeno sia al livello richiesto?

La misurazione dell'O2 nella linea di sfiato di un calciatore PCAM è complicata a causa delle alte temperature, dell'umidità e della polvere. L'analizzatore di ossigeno GPro 500 in situ (o in configurazione estrattiva) tollera tali condizioni e fornisce misure accurate per consentire un rapido controllo del processo.