Contrôle De L’Expansion D'électrodes : Analyse Dilatométrique
Les activités intensives de recherche et développement dans le secteur des cellules de batterie Li-ion, visant à améliorer leurs performances et leur sécurité, impliquent la nécessité d’expérimenter constamment de nouvelles compositions électrochimiques. De nouvelles versions d’électrodes, séparateurs et électrolytes doivent être testées avec attention en laboratoire avant de pouvoir passer à la phase de production, au départ sur des lignes pilotes puis en production de masse.
L’étude de la stabilité volumétrique des matériaux de l’électrode sous cyclage est déterminante pour prévoir les anomalies, ainsi que la durée de vie et la sécurité à long terme.
La mesure de l’expansion et contraction volumétrique des électrodes pendant les cycles de charge et de décharge en raison du déplacement réversible des ions de lithium (phénomène « rocking chair ») est l’un des principaux aspects à expérimenter, avant de pouvoir valider de nouveaux matériaux d’électrodes ou de nouvelles configurations électrochimiques pour la production.
Le banc d’essai d’expansion d’électrode proposé par Marposs garantit une fiabilité et précision maximales, pour des tests à court et long terme, en différentes conditions d’application.
Le banc d’essai est équipé d’une chambre de test étanche qui maintient l’échantillon de cellule à tester. La chambre est facilement amovible afin de permettre une installation expérimentale en environnement à atmosphère contrôlée et elle est réalisée en matériaux électriquement inertes, pour éviter toute interférence avec le comportement électrochimique des échantillons objets du test.
L’unité de mesure est équipée d’un transducteur de position sans contact à haute précision, la détection de l’expansion des électrodes pendant le test n’est donc pas influencée par la présence de frottement dans le capteur.
Cette force pouvant être une variable importante à tester, les échantillons de cellule sous test peuvent être facilement préchargés à la force de compression souhaitée, au moyen d’un système réglable également équipé d’un capteur pour détection de la force appliquée.
Afin de réaliser le test en conditions thermiques contrôlées, un capteur dédié relève directement la température des échantillons testés à l’intérieur de la chambre, de manière à prendre en compte aussi l’effet de la chaleur générée pendant les cycles de charge et de décharge.
Tous les capteurs sont connectés à l’unité électronique d’acquisition E9066, qui permet l’acquisition continue et automatique de tous les paramètres, le traitement des valeurs de mesure et leur enregistrement dans des fichiers de données pendant toute la durée du test.
- Chambre de test étanche
- Transducteur de position inductif à haute résolution, à technologie sans contact
- Réglage et mesure de la force de précharge
- Relève de la température directement dans la chambre de test
- Acquisition continue et enregistrement de tous les paramètres de test
- Version pour test simultané de deux électrodes (anode et cathode)
- Version pour test d’électrode simple (par rapport à une électrode de référence)
| Résolution du transducteur inductif |
0,01 µm |
| Place de réglage de la force |
1 / 10 kg |
| Plage de température de fonctionnement |
-10° / +60°C |
