Messsystem für Pulverwiderstand und Kompaktdichte von Lithium-Batterien

Produktübersicht

Dieses vollständig integrierte Messsystem ist eine fortschrittliche Charakterisierungsplattform, die entwickelt wurde, um gleichzeitig den elektrischen Widerstand, die kompakte Klopfdichte und das mechanische Verformungsverhalten von feinteiligen Materialien unter kontrolliertem einachsigem Druck zu bewerten. Durch die Kombination eines servogesteuerten Kompressionsantriebs mit hochpräziser Spannungsmessung und Sub-Mikrometer-Wegmessung eliminiert das Gerät menschliche Variabilität bei der Probenverdichtung. Es bietet F&E-Laboren und Fertigungsanlagen grundlegende Einblicke in die Partikelpackungsdynamik, elektronische Perkolationsschwellen und volumetrische Energiedichtekapazitäten für ein breites Spektrum an Batteriepulvern.

Das Gerät wurde primär für die Energiespeicherforschung, Pulvermetallurgie, leitfähige Additive und moderne Keramiken entwickelt und dient als unverzichtbares Werkzeug entlang der Wertschöpfungskette der Batterieherstellung. Von der ersten Evaluierung von aktiven Rohmaterialien – wie Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Oxiden (NCM), Lithium-Eisenphosphat (LFP), Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen und synthetischen Graphiten – bis hin zur strengen Qualitätskontrolle von Festelektrolyten und leitfähigem Industrieruß ermöglicht dieses System eine direkte Korrelation zwischen Druckbelastung und elektronischer Leitfähigkeit unter Bedingungen, die kommerzielle Kalandrierprozesse simulieren.

Die Plattform ist mit einem robusten mechanischen Rahmen und präzisionsgefertigten Testvorrichtungen konstruiert und bietet eine hervorragende strukturelle Steifigkeit, um Rahmenverformungen bei Hochdruck-Kompressionszyklen von bis zu 200 MPa zu widerstehen. Die integrierte Umweltüberwachung zeichnet kontinuierlich Umgebungstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit neben elektrischen und mechanischen Messwerten auf, was eine vollständige Datenrückverfolgbarkeit und zuverlässige Reproduzierbarkeit in Umgebungen mit mehreren Bedienern gewährleistet.

Hauptmerkmale

• Servogesteuerte Präzisions-Druckeinheit: Nutzt einen fortschrittlichen Servomotorantrieb mit geschlossenem Regelkreis für eine ultra-sanfte, programmierbare Kompression bis zu 200 MPa mit einer Genauigkeit von ±0,30 % vom Endwert (F.S.), wodurch plötzliche Stoßbelastungen vermieden und empfindliche Partikelmorphologien während der schrittweisen Verdichtung geschont werden.
• Hochauflösende Wegmessung: Ausgestattet mit einem präzisen linearen Wegsensor, der eine Auflösung von 0,5 μm und eine Messgenauigkeit von ±5 μm bietet, was eine exakte Echtzeitverfolgung der Probendicke und des Pelletvolumens während der dynamischen Kompressions- und Entspannungsphasen gewährleistet.
• Ultra-präziser Widerstandsmesskern: Enthält ein hochpräzises elektrisches Messmodul mit einer Messgenauigkeit von ±0,05 %, das eine zuverlässige Charakterisierung über weite Widerstandsbereiche von Mikro-Ohm bis hin zu hohen Impedanzbereichen ermöglicht.
• Spezialisierte Schnellwechsel-Formbaugruppe: Verfügt über eine dedizierte, verschleißfeste Werkzeugvorrichtung für Pulverwiderstand und Kompaktdichte, die für einfaches Einlegen der Proben, konsistente Pelletbildung, sauberes Auswerfen und schnelle Wartung ohne Kreuzkontamination ausgelegt ist.
• Synchrone Multiparameter-Telemetrie: Erfasst Druckkraft, elektrischen Widerstand, Pelletdicke, Umgebungstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit in einem einheitlichen Datenstrom, um volle Rückverfolgbarkeit zu garantieren und umweltbedingte Messartefakte zu minimieren.
• Umfassende PRCDMS-Software-Suite: Leistungsstarke Steuerungssoftware ermöglicht die Programmierung beliebiger Druckprofile, automatisierte kontinuierliche Mehrpunkt-Tests und die automatische Erstellung von multivariaten Korrelationskurven, einschließlich Widerstand vs. Druck, Widerstand vs. Dicke, Druck vs. Dicke und Kompaktdichte vs. Widerstand.
• Duale elektrische Erfassungsmodi: Unterstützt sowohl zeitintervallbasierte Probenahme als auch stabilitätsgetriggerte Erfassungsmodi, wodurch sowohl schnell reagierende leitfähige Matrizen als auch Materialien mit zeitabhängiger dielektrischer Relaxation präzise erfasst werden können.
• Monolithische Hardware-Architektur: Integriert mechanische Belastung, elektrische Messung, Dickenmessung und Umweltüberwachung in einem kompakten Design, das den Platzbedarf im Labor minimiert und gleichzeitig Störungen durch externe modulare Verkabelung eliminiert.

Anwendungen

Technische Spezifikationen

Warum dieses Produkt wählen?

• Industrielle Messtechnik und Steifigkeit: Konstruiert mit hochfesten Strukturlegierungskomponenten und präzisionsgeführten Säulen verhindert dieses Gerät Maschinenverformungen unter vollen 200 MPa Lasten und liefert echte Sub-Mikrometer-Dickenwerte sowie wiederholbare elektrische Messungen.
• Automatisierter Workflow für hohen Durchsatz: Automatisierte Testroutinen per Knopfdruck eliminieren manuelle Mikrometer-Positionierung, separate Multimeter-Tastköpfe und externe Hydraulikpumpen, was den Arbeitsaufwand und die Testdauer in schnelllebigen Laboren erheblich reduziert.
• Umfassende Integrität der Umweltdaten: Die integrierte Temperatur- und Feuchtigkeitstelemetrie stellt sicher, dass subtile Umgebungsänderungen zusammen mit Widerstandsänderungen aufgezeichnet werden, was eine einwandfreie Prüfung ermöglicht und strenge ISO/IEC-Qualitätsmanagementkriterien erfüllt.
• Fortschrittliche analytische Vielseitigkeit: Die integrierte Software-Suite vereinfacht tiefergehende explorative Forschung durch automatisierte Kurvenvergleiche, automatisierte Kompaktdichteberechnungen und dynamische Probenahmemodi, die sowohl für Standardleiter als auch für spezialisierte hochohmige Halbleiter geeignet sind.

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