de.wedoany.com-Bericht: Waters Corporation hat ein TA Instruments Knopfzellen-Differenzialscanningkalorimeter (DSC) speziell für Batteriewissenschaftler vorgestellt. Dieses Gerät ermöglicht direkte Tests an vollständig montierten Knopfzellen, wodurch zeitaufwändige Probenvorbereitungsschritte entfallen und ein neues Werkzeug für die Batteriesicherheitsprüfung bereitgestellt wird.
Das Instrument integriert Wärmefluss-, Gasfreisetzungs- und elektrochemische Analysefunktionen und ermöglicht die Erfassung multidimensionaler Daten in einem einzigen Experiment, sodass Forscher thermisches Durchgehen früher erkennen können. Es erfordert kein Zerlegen der Batterie; das einzigartige Vollzellen-Design verkürzt die Probenvorbereitungszeit um über 90 %. Darüber hinaus deckt sein Temperaturbereich von minus 80 Grad Celsius bis 600 Grad Celsius ab und eignet sich für die Batterieentwicklung sowie für Qualitätssicherungs- und Qualitätskontrollprozesse (QA/QC).
Als derzeit einziges kommerziell erhältliches Gerät seiner Art ermöglicht das Knopfzellen-DSC Forschern, gleichzeitig thermische Daten, Gasfreisetzungsinformationen und elektrochemische Leistungskennzahlen von Vollzellen zu erfassen. Durch die Integration von Spannungsüberwachung und Lade-/Entladefunktionen können Benutzer thermisches und elektrochemisches Verhalten direkt miteinander verknüpfen und so frühzeitig Einblicke in thermisches Durchgehen und Batterieausfallrisiken gewinnen. Das Gerät kann auch mit Massenspektrometrie (MS), Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) oder Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) gekoppelt werden, um Ausgasungskomponenten direkt zu analysieren.
Yu Cheng, Vizepräsident für Materialwissenschaften, Forschung & Entwicklung und Produktlösungen bei Waters, erklärte, dass die gleichzeitige Erfassung von thermischen, Gasfreisetzungs- und elektrochemischen Daten nicht nur schneller sei, sondern auch die Verknüpfung mehrerer Datenarten derselben Probe ermögliche, was in der frühen Entwicklungsphase präzisere Erkenntnisse liefere. Er wies darauf hin, dass der breite Temperaturbereich und der optimierte Arbeitsablauf des Systems darauf abzielen, die Experimentalkomplexität zu reduzieren und über bestehende Methoden hinauszugehen.
Durch die Einführung eines einzigartigen Kapseldesigns entfallen zeitaufwändige manuelle Zerlegungsschritte, wodurch die durchschnittliche Probenvorbereitungszeit um über 90 % reduziert wird, während die Probenintegrität erhalten bleibt und die Datengenerierung beschleunigt wird.
Das neue System vereint fortschrittliche Temperaturleistung, effiziente Arbeitsabläufe und multidimensionale Datenerfassung auf einer Plattform. Mit seinem branchenführenden Temperaturbereich von minus 80 Grad Celsius bis 600 Grad Celsius(1) ermöglicht es eine umfassende Analyse des Batterieverhaltens bei niedrigen und hohen Temperaturen und erweitert die Anwendungsmöglichkeiten in Forschung & Entwicklung sowie QA/QC.
Shirley Meng, Professorin an der Pritzker School of Molecular Engineering der University of Chicago und Direktorin der Energy Storage Research Alliance (ESRA), kommentierte, dass die Batterieindustrie seit langem eine Lösung benötige, die die Lücke zwischen thermischer Materialanalyse und Vollzellen-DSC-Tests schließe. Sie ist der Ansicht, dass diese Technologie durch die Integration von Gasanalyse und elektrochemischen Daten die Bewertung der thermischen Stabilität von Vollzellen ermöglicht, was für die Förderung der frühen Batteriesicherheitsforschung entscheidend sei.
Im Vergleich zu herkömmlichen Batteriesicherheitsprüfmethoden wie der Accelerating Rate Calorimetry (ARC), die typischerweise in späteren Entwicklungsphasen eingesetzt werden und große Batteriezellen, spezielle Einrichtungen sowie lange Versuchszeiten erfordern, ermöglicht das Knopfzellen-DSC eine direkte Bewertung vollständiger Knopfzellen in einem früheren Stadium und mit höherer Geschwindigkeit, wodurch der Entwicklungsprozess vereinfacht und Risiken reduziert werden.
Das TA Instruments Knopfzellen-DSC von Waters ist ab sofort bestellbar und die Auslieferung wird voraussichtlich im August 2026 beginnen.
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