Hioki lanza una solución integral para la evaluación de materiales en polvo de baterías de estado sólido y procesos secos en un entorno de caja de guantes
Sistema de medición de impedancia de polvo
Nagano, Japón, 29 de octubre de 2024 – Hioki EE Corporation anuncia con orgullo el lanzamiento de su sistema de medición de impedancia de polvo , diseñado para el mercado de investigación y desarrollo de baterías de estado sólido para vehículos eléctricos (VE). Este sistema mejora significativamente la seguridad y la rentabilidad de la evaluación de materiales al permitir la medición simultánea de parámetros clave esenciales para evaluar los materiales de las baterías de estado sólido y validar los procesos secos. Con una unidad de prensa compacta, múltiples módulos de medición integrados y un software dedicado, el sistema funciona completamente dentro de una caja de guantes (*1), lo que mejora la seguridad laboral y reduce el riesgo de contaminación. Este enfoque innovador no solo reduce los costos de evaluación, sino que también acorta el tiempo de procesamiento, lo que permite a los investigadores realizar más ensayos experimentales. Con su eficiencia operativa mejorada y sus capacidades versátiles, el sistema de medición de impedancia de polvo está destinado a cambiar las reglas del juego en el avance de la investigación de baterías de estado sólido para vehículos eléctricos.
- *1:Una cámara cerrada que aísla los entornos experimentales de las condiciones externas, equipada con guantes incorporados para una operación manual segura en el interior.
Antecedentes del desarrollo
Los vehículos eléctricos a batería (VEB) son una solución crucial para lograr un consumo energético global sostenible. Para ello, la investigación en curso se centra en el desarrollo de baterías de última generación que mejoren la autonomía, reduzcan los tiempos de carga, reduzcan los costes del vehículo y mejoren la seguridad. Entre estas innovaciones, las baterías de estado sólido están surgiendo como una alternativa prometedora para superar las limitaciones actuales.
La investigación sobre baterías de estado sólido explora diversos materiales, como sulfuros, óxidos, haluros y polímeros. En particular, las baterías de estado sólido basadas en sulfuros y haluros muestran un alto potencial para la producción masiva temprana debido a su rendimiento superior y la ventaja de no requerir un procesamiento a alta temperatura durante la preparación de los electrodos.
Sin embargo, estos materiales requieren entornos controlados para su manipulación segura. Por ejemplo, los polvos de sulfuro liberan gases nocivos cuando se exponen a la humedad, lo que requiere la instalación de cajas de guantes. De manera similar, los polvos de haluro necesitan condiciones de cámara seca para evitar la degradación atmosférica.
Para abordar estos desafíos, Hioki ha desarrollado un sistema de medición integral equipado con una unidad de prensa compacta que cabe dentro de una caja de guantes. Este sistema permite la medición simultánea de múltiples parámetros críticos para la evaluación de materiales, lo que garantiza que todo el proceso, desde la preparación de la muestra hasta la medición, se realice en un entorno controlado. Al respaldar el desarrollo de baterías de estado sólido, Hioki pretende promover la adopción generalizada de vehículos eléctricos de batería seguros, de alto rendimiento y sostenibles, impulsando el cambio global hacia la energía renovable.
Características del producto
Medición simultánea de impedancia, espesor y presión
La unidad de prensado SA9003, con una capacidad máxima de prensado de 764 MPa y un electrodo de 10 mm de diámetro, alcanza de forma fiable los niveles de presión precisos que requieren los clientes. Este sistema permite la medición simultánea de la impedancia, el espesor y la presión, al tiempo que se controla el estado de compresión del polvo. Mediante estas mediciones combinadas, el software integrado puede analizar y establecer relaciones entre la densidad aparente (*2), la conductividad iónica (*3) y la conductividad eléctrica. Esto contribuye al desarrollo de electrolitos sólidos suaves, adhesivos y resistentes a las grietas, y optimiza las proporciones de mezcla de electrodos positivos.
- *2:Densidad aparente: La masa de un polvo dividida por su volumen total, incluidos los espacios vacíos entre las partículas, que se utiliza como indicador en la formación de polvo por compresión.
- *3:Conductividad iónica: medida de la facilidad con la que los iones se mueven a través de un material; los valores más altos indican un mejor flujo de corriente.
La unidad de prensa SA9003 está diseñada para ser muy compacta (Unidad: mm)
Sistema de medición compacto que optimiza el entorno de investigación
La unidad de prensa está diseñada para ser sumamente compacta, lo que permite una fácil instalación dentro de la caja de guantes sin ocupar un espacio de trabajo crítico. Esta configuración garantiza que los materiales permanezcan dentro de la caja de guantes durante todo el proceso, desde el llenado hasta la compresión y la medición. La realización de experimentos en este entorno controlado protege a los investigadores de las emisiones de gases nocivos y la degradación inducida por la humedad, y reduce el tiempo de recuperación de las muestras.
Unidad de prensa SA9003 instalada dentro de una guantera
Reducción significativa de los costos de evaluación y aumento de los ensayos experimentales
El desarrollo de baterías de estado sólido requiere una experimentación exhaustiva en condiciones variables, como diferentes presiones y proporciones de mezcla de materiales. Tradicionalmente, cada muestra debía retirarse de la caja de guantes para su caracterización después de la compresión, lo que consumía una muestra separada para cada condición. El sistema de medición de impedancia de polvo de Hioki agiliza este proceso al realizar todas las tareas dentro de la caja de guantes, lo que mejora significativamente la eficiencia operativa. Con la integración del electrodo y el mecanismo de prensa, el sistema permite realizar mediciones en una sola muestra en múltiples condiciones de prensado consecutivas, lo que reduce el uso de material y aumenta la cantidad de ensayos experimentales.
Aplicaciones principales
- Investigación y desarrollo de baterías de estado sólido y procesos secos requeridos por la industria automotriz
- Investigación sobre la optimización de las proporciones de mezcla de materiales en polvo y la presión de prensado para varias celdas de batería
- Investigación sobre tecnología de baterías de próxima generación en instituciones de investigación públicas, laboratorios de I+D corporativos, universidades, empresas automotrices y empresas químicas.
https://instrumentosdemedida.es/wp-content/uploads/2024/11/Impedancia-en-polvo-Flyer_XV025E-4XE_0lo-1.pdf
¡El sistema de medición de impedancia de polvos de la serie –
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Compacto y apto para caja de guantes, este potente sistema combina precisión, seguridad y facilidad de uso, perfecto para avanzar en la investigación de baterías de estado sólido y aplicaciones de proceso seco.
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Hioki IM3590
- Mida la resistencia interna de una batería en estado sin carga midiendo automáticamente el voltaje de la batería y generando el mismo voltaje de CC
- Capacidad de medición de barrido de frecuencia
- Funcionalidad de visualización del gráfico Cole-Cole
- 1 mHz a 200 kHz (resolución de configuración de 5 dígitos, resolución mínima 1 mHz)
- 5 V (40 V con unidad de tensión de polarización
- Ver producto https://idm-instrumentos.es/?s=im3590
Medidor LCR HIOKI IM3536 con dispositivo de prueba 9268-10
- Mida hasta 8 MHz con el accesorio de prueba 9268-10 para pruebas de celdas individuales y módulos.
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- 4 Hz a 8 MHz (resolución de configuración de 5 dígitos, resolución mínima 10 MHz)
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- 40 V (con unidad de tensión de polarización de CC 9268-10 + fuente de alimentación externa)
- Ver producto https://idm-instrumentos.es/?s=im3536
Ver también:
Comprobadores de baterías. https://idm-instrumentos.es/test-y-medida-medidor-de-r-comprobador-de-baterias-listado/
Sistemas de prueba para baterías. https://idm-instrumentos.es/potencia-sistemas-ats-listado/
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