EC-MS Premium – Batteriegase analysieren
Analysieren Sie Batteriegase mühelos für die Batterieforschung und -entwicklung
Echtzeitanalyse
Mit EC-MS Premium können Sie den Ursprung und die Art der Gasentwicklung bestimmen und so ein besseres Verständnis der Bildung und des Abbaus von Elektroden und Elektrolyten in der Festelektrolyt-Interphase erlangen. Dies beschleunigt die Entwicklung neuer und sichererer Batterien bei kürzerer Markteinführungszeit.
Der Einsatz elektrochemischer Massenspektrometrie erleichtert die Echtzeitanalyse der Gasproduktion in Batteriestudien. Diese Technik ermöglicht es Forschern, insbesondere aus Forschung und Entwicklung, Batteriegase zu analysieren und die Quelle und Eigenschaften von Gasemissionen zu bestimmen, wodurch das Verständnis dafür verbessert wird, wie die Festelektrolyt-Interphase gebildet wird und wie es zum Abbau von Elektroden und Elektrolyten kommt. Folglich beschleunigt diese Erkenntnis die Entwicklung neuer, sichererer Batterietechnologien und führt zu einer kürzeren Zeit bis zur Markteinführung.
Vollständig quantifizierbar
Vollständige Produktkollektion und genaue Kalibrierung
Außergewöhnliche Sensibilität
Messen Sie die Desorption von 0,5‰ von a Monoschicht innerhalb von 0,5 Sekunden
Kontinuierliche Daten
Probenahme in kleinen Mengen ermöglicht eine unterbrechungsfreie Datenerfassung
Interessiert?
Zögern Sie nicht, uns für ein Angebot oder ein Gespräch und eine Präsentation unseres Produkts zu kontaktieren
Beschleunigen Sie die Batterieforschung
Um die Entwicklung besserer und sichererer Batterien zu beschleunigen, hilft das EC-MS Premium bei der Bestimmung der Art und des Ursprungs der Gasentwicklung. Es ermöglicht ein tieferes Verständnis der Bildung der Festelektrolyt-Interphase (SEI) und einen Einblick in den Abbau von Elektroden und Elektrolyten.
Die Kombination aus Elektrochemie (EC) und Massenspektrometrie (MS) bietet ein wirksames Werkzeug zur Analyse der Produktbildung in Batterien. Über einen optimierten Einlassmembranchip mit integrierter Mikrokapillare bietet Spectro Inlets ein einzigartiges System zur Kopplung der Batterieumgebung mit den Vakuumbedingungen der MS. Diese Lösung ermöglicht den kontinuierlichen Transport flüchtiger Stoffe zum Massenspektrometer und verhindert gleichzeitig die Elektrolytverdunstung.
Vorteile
Echtzeit und vollständig quantifizierbar
Beispiellose Sensibilität
Transfermodul für den Transfer inerter Proben aus der Glovebox
Temperaturkontrolle der Zelle (15-70 °C)
Schlüsselfertige Lösung mit integrierter Software
Vernachlässigbare Elektrolytverdunstung ermöglicht Langzeittests
Herausforderungen für Li-Ionen-Batterien
❶ Hochreaktiv
Li kann spontan reagieren
Elektrolyte, Metalle und H 2 O/O 2-Spuren usw. senken die Ionen
Verfügbarkeit und Leitfähigkeit, wodurch die Batterieeffizienz verringert wird
und Lebenszeit
❷ Ungleichmäßiges SEI-Wachstum
Dendriten bildend, evtl nachteilig i) Li isolieren ii) SEI-Volumen erweitern (senken). Leistungsdichte) iii) einen Kurzschluss erzeugen (eine ernsthafte Gefahr). Problem) durch das Separatormaterial, siehe Abbildung unten
❸ Instabile SEI-Bildung
was zu i) zusätzlichem SEI führt Wachstum begleitet von Elektrolytzersetzung und Gasentwicklung ii) Li-Passivierung und iii) erhöht Resistenzen durch einen wachsenden SEI
Die Gasentwicklung begleitet alle in genannten Prozesse Probleme ❶ bis ❸ Daher online g als Analyse kombiniert mit elektrochemischer Datenerfassung kann Batterie liefern Forscher mit wichtigen Informationen über SEI Bildung, Elektrolytzersetzung und die Rolle der H 2 O/O 2-Gehalt in der Batterie Somit ist der EC MS Premium kann wertvolle Erkenntnisse für eine bessere Entwicklung liefern sicherere Li-Ionen- oder andere Arten von Batterien
Diese wissenschaftlichen Herausforderungen führen zu diesen praktischeren Herausforderungen:
Bei der Batteriekapazität geht es im Wesentlichen um die Energie, die eine Batterie speichern und abgeben kann. Die Erhöhung dieser Kapazität ist ein zentraler Schwerpunkt der Forschung zur Steigerung der Energiedichte und Gerätelaufzeit. Um dies zu verbessern, müssen Hürden überwunden werden, etwa die Entwicklung von Batterien mit höherer Energiedichte für eine kompaktere und effizientere Speicherung sowie die Entdeckung von Materialien, die Ionen und Elektronen effizient speichern können.
Die Lebensdauer spiegelt die Haltbarkeit des Akkus über Lade- und Entladezyklen hinweg wider, bevor die Leistung nachlässt. Zu den Herausforderungen gehören die Verschlechterung des Elektrodenmaterials, die Verschlechterung des Elektrolyten, die zur Gasfreisetzung führt, und die Bedeutung des Wärmemanagements zur Verlängerung der Zykluseffizienz.
Sicherheit ist von entscheidender Bedeutung, da Risiken wie das Anschwellen der Batterie durch Gasentwicklung bestehen. Die Forschung befasst sich auch mit Kontaminationsrisiken durch Verunreinigungen, die die Batterieintegrität beeinträchtigen.
Kosten und Nachhaltigkeit sind für die Einführung von entscheidender Bedeutung. Wir stehen vor der Herausforderung, kostengünstige, umweltfreundliche Materialien zu finden und die Herstellung für eine geringere Umweltbelastung zu verfeinern.
Wie es funktioniert
Mit EC-MS Premium können Sie den Ursprung und die Art der Gasentwicklung bestimmen und so ein besseres Verständnis der Bildung und des Abbaus von Elektrode und Elektrolyten in der Festelektrolyt-Interphase (SEI) erlangen. Dies beschleunigt die Entwicklung neuer und sichererer Batterien bei kürzerer Markteinführungszeit. Die Kombination von Elektrochemie (EC) und Massenspektrometrie (MS) bietet ein leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse der elektrochemischen Produktbildung in Batterien.
Durch einen optimierten Membranchip mit integrierter Mikrokapillare bieten Spectro Inlets einen einzigartigen Einlass, der die Umgebungsumgebung der Batterie an die Vakuumbedingungen des MS koppelt. Die hydrophobe Membran erleichtert den Transport flüchtiger Stoffe zum MS und hemmt gleichzeitig die Elektrolytverdunstung.
Dinge, die mit dem EC-MS Premium analysiert werden können
Thermal Runaway
Thermal Runaway ist ein gefährlicher Zustand in Batterien, bei dem übermäßige Wärmeentwicklung zu einem selbsterhaltenden, unkontrollierten Temperatur- und Druckanstieg führt, der möglicherweise zum Ausfall oder zur Explosion der Batterie führt.
Batteriegasung
Bei der Analyse von Batteriegasen geht es um die Freisetzung von Gasen aus einer Batterie, meist durch Elektrolyse, die auf Überladung, Leistungsminderung oder interne Fehler hinweisen kann.
Analyse von Lithium-Ionen-Batterien
Die Untersuchung von Lithium-Ionen-Batterien konzentriert sich auf deren Leistung, Alterungsmechanismen und Sicherheitsaspekte mithilfe verschiedener Analysetechniken.
Batteriegasentwicklung
Batteriegasentwicklung ist der Prozess, bei dem in einer Batterie häufig beim Laden oder Entladen Gase entstehen, die die Leistung und Sicherheit beeinträchtigen können.
Batterieelektrolytlösung
Ein leitfähiges Medium in Batterien, das den Ionenfluss zwischen Anode und Kathode ermöglicht, was für den Batteriebetrieb unerlässlich ist.
Batterietypen, bei denen die Forschung den EC-MS Premium nutzen kann
- Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion): Diese werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte und Langlebigkeit häufig in tragbaren Elektronikgeräten, Elektrofahrzeugen und Anwendungen für erneuerbare Energien eingesetzt. Sie sind in verschiedenen chemischen Zusammensetzungen erhältlich, darunter Lithium-Kobaltoxid, Lithium-Mangan-Oxid, Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC) und Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA).
- Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4).
- Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH).
- Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd).
- Blei-Säure-Batterien.
- Natrium-Ionen-Batterien.
- Flow-Batterien.
Veröffentlichungen zur Batterieforschung und elektrochemischen Massenspektrometrie
Daisy B. Thornton, Bethan J. V. Davies, Soren B. Scott, Ainara Aguadero, Mary P. Ryan, Ifan E. L. Stephens (2023).
Probing Degradation in Lithium Ion Batteries with On-Chip Electrochemistry Mass Spectrometry
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202315357
Angewandte Chemie, International Edition, e202315357, A Journal of the German Chemical Society
Roy, K., Rana, A., Heil, J. N., Tackett, B. M., & Dick, J. E. (2024). For Zinc Metal Batteries, How Many Electrons go to Hydrogen Evolution? An Electrochemical Mass Spectrometry Study. doi:10.1002/anie.202319010
Angewandte Chemie International Edition, e202319010.
Bezogen auf die EC-MS Premium für Batterieforschung
Konferenzen zur Batterieforschung, an denen wir teilnehmen:
Faraday Institution Conference 2024, 10.-12. September, Newcastle (UK)
Treffen Sie uns und unsere Ausstellung auf der Konferenz.
Die Faraday-Konferenz 2024 wird eine bedeutende Veranstaltung im Bereich der Energiespeicherung sein und sich auf Fortschritte und Durchbrüche in der Batterietechnologie konzentrieren. Die vom 10. bis 12. September 2024 in Newcastle-Upon-Tyne stattfindende Konferenz wird von der Faraday Institution und der Newcastle University ausgerichtet und beleuchtet die sich entwickelnden Aktivitäten der Region in den Bereichen Fahrzeug- und Batterieherstellung, Forschung und Elektrifizierung. Bei dieser Veranstaltung handelt es sich um die bislang größte und offenste Konferenz zur Wissenschaftsverbreitung ihrer Art. Es wird erwartet, dass über 500 Delegierte aus Wissenschaft, Industrie, Politik und Fördereinrichtungen aus dem Vereinigten Königreich und dem Ausland (The Faraday Institution) (Cambridge Energy) anziehen.
Das Konferenzthema „Der Batteriedurchbruch: Von der Forschung über die Skalierung bis zur Fertigung“ soll die neuesten globalen Forschungsergebnisse in der Batterietechnologie abdecken und die Sichtbarkeit der wissenschaftlichen Exzellenz Großbritanniens im Bereich der Energiespeicherung hervorheben. Die Teilnehmer kommen oft aus der Forschung und Entwicklung und können sich auf mehrere parallele Sitzungen, Posterpräsentationen, Ausstellungsstände und zahlreiche Networking-Möglichkeiten freuen. Es ist eine hervorragende Gelegenheit für Forscher, Wissenschaftler, Ingenieure und Fachleute, die im Energiespeichersektor arbeiten oder daran interessiert sind, sich zu engagieren, Erkenntnisse auszutauschen und Kooperationen zu fördern (The Faraday Institution).
Zu den Hauptrednern zählen prominente Persönlichkeiten wie Professor Sir Peter Bruce FRS, Chefwissenschaftler der Faraday Institution und Wolfson-Professor für Materialien an der Universität Oxford; Professorin Kristin Persson, Daniel M. Tellep, angesehene Professorin für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der University of California, Berkeley; und Professor Shinichi Komaba, Professor für Angewandte Chemie an der Universität Tokio (Cambridge Energy).
Die Konferenz fordert die Einreichung von Abstracts zu verschiedenen wissenschaftlichen Themen, darunter Batteriesicherheit, Materialien, Elektroden- und Batteriecharakterisierung, Modellierung und Technik, Chemie und Technologien der nächsten Generation, Recycling und Wiederverwendung sowie Nachhaltigkeit (Cambridge Energy).
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