Застосування електрохімічного обладнання AMETEK Scientific Instruments

АMETEK Scientific Instruments пропонує різноманітні додатки для дослідженнями корозії, накопичення енергії, загальної та фізичної електрохімії, матеріалознавства та фізики. 

Загальна і фізична електрохімія

Загальна та фізична електрохімія охоплює багато областей дослідження. Сюди входять такі сфери, як фундаментальна фізична електрохімія, де основна увага приділяється кінетиці та термодинаміці реакцій переносу електронів, нанотехнологіям або дослідженням, проведеним на наномасштабі, та електроаналізу, що передбачає використання електрохімічних процесів для кількісного визначення аналізованого компоненту.

Електрохімічні сенсори

Електрохімічні датчики є невід’ємною частиною нашого повсякденного життя, складаючи найбільший відсоток усіх датчиків. Механізми зондування засновані на різних методах електрохімічного виявлення, починаючи від амперометрії та закінчуючи аналізом електрохімічного імпедансу. Багато застосувань є біохімічними та біомедичними, де часто використовується більш загальний термін - біосенсори. Найвідоміший електрохімічний датчик на сьогоднішній день - це самоконтрольований глюкометр, який використовується для допомоги діабетикам у контролі рівня глюкози в крові.

Спектр застосування електрохімічних датчиків, що використовуються та / або розробляються, є далекосяжним. Деякі приклади включають датчики газу, такі, що використовуються в будинках для виявлення СО, датчики важких металів для аналізу якості води та датчики вуглеводнів, алкоголю та кетонів для вимірювання деградації моторного масла. Додаткові приклади застосування електрохімічних датчиків включають:

    Біологічна / хімічна (національна безпека)

    Моніторинг харчових продуктів

    Медична діагностика

    Виробництво

    Автоматизація

    Моніторинг навколишнього середовища / будинку

Незалежно від методу виявлення, розвиток та використання їх як перетворювачів продовжують розширюватися. Розробка та оптимізація будь-якого електрохімічного датчика починається з підтвердження концепції, після чого розробляється прототип, збільшується масштаб та комерціалізується. Princeton Applied Research та Solartron Analytical пропонують можливості та продуктивність, необхідні для кожного кроку цього процесу. Будь то можливості вимірювання низького струму для визначення мінімальної межі виявлення, такі як передбачені VersaSTAT 4 або EchemLab XM, або багатоканальна платформа для аналізу високої пропускної здатності, така як наявна в лінійці продуктів PARSTAT MC , Princeton Applied Research та Solartron Analytical мають інструменти, необхідні дослідникам для розробки та вдосконалення цих приладів, що покращують життя.

Нанотехнології

За останні десятиліття спостерігається прискорений прогрес у галузі нанотехнологій, що надає вченим та інженерам можливість синтезу, маніпулювання, зображення та виявлення матеріалів на наномасштабі. У галузі електрохімії нанотехнологія призвела до створення цілого нового класу електродів, починаючи від наноструктурованого вуглецю, включаючи нанотрубки, нановолокна та графен, до тривимірних електродних решіток та нанозондів. Цей новий клас електродних матеріалів призвів до розробки нано-акумуляторів, що підвищують провідність та дифузію іонів, наносенсорів in vivo, які мають покращену чутливість, і наноплівки, що зменшують локалізовану корозію.

Princeton Applied Research та Solartron Analytical мають широкий спектр потенціостатів / гальваностатів, що дозволяє вирощювати та вивчати наноструктури та пристрої на основі нано. Наприклад сстворення власних сигналів для електроосадження наноплівок за допомогою імпульсного покриття або необхідність високоточних вимірювань наднизького струму (пікоампер і фемтоампер) для характеристики нанозонду.

Кількісний аналіз методом електролізу

Електроаналітична хімія вивчає концентрацію аналізованого компоненту шляхом вимірювання напруги та / або струму в електрохімічній комірці. Три основні використовувані методи - потенціометрія (вимірювання напруги між двома електродами), кулонометрія (вимірювання струму комірки проти часу та фіксованого потенціалу) та потенціометрія (вимірювання струму комірки щодо зміни напруги комірки. Всі потенціостати Princeton Applied Research and Solartron Analytical підходять для цього застосування. Окрім того, ці системи можуть поєднуватися зі сторонніми електродами, такими як падаючий ртутний електрод для досліджень концентрації аналізованого компоненту. 

Електросинтез

Використання електрохімічних систем для синтезу сполук здійснюється вже більше століття. Мабуть, найвідомішою з них є реакція Кольбе-Шмідтта - димеризація двох карбонових кислот. 

Електросинтез зазвичай виконується у неводних середовищах. Висока стійкість органічних систем вимагає високої напруги потенціостату. Princeton Applied Research та Solartron Analytical пропонують кілька продуктів, які ідеально підходять для цього завдання. Системи PARSTAT 4000A та ModuLab XM ECS мають високу максимальну напругу та чудову чутливість до струму завдяки вбудованим цифровим методам кулометрії для визначення виходу продукту. 

Електроосадження

Методи осадження, засновані на електрохімії, практикуються вже більше ста років. Сьогодні вчені та інженери досліджують використання точно контрольованих електрохімічних методів та систем для осадження матеріалів для виробництва мікро- та нано структурованих матеріалыв. На додаток до широкого діапазону потенціостатів,  Princeton Applied Research пропонує скануючу електрохімічну мікроскопію (SECM), яка була використана для виготовлення тонко та точно контрольованих схем мікроосадження для різних застосувань. 

Аналіз матеріалів

Solartron Analytical пропонує ряд інтегрованих рішень, які дозволяють дослідникам вимірювати поєднані електричні, теплові та механічні властивості матеріалів. Тестування в широкому діапазоні температур від -268 до> 1200 ° C спрощується за допомогою програмного забезпечення для ПК із вбудованими засобами контролю температури. Печі та кріостати з дистанційним управлінням із спеціально призначеними тримачами зразків спрощують випробування твердих речовин, рідин та порошків. Матеріали також можна випробовувати в спеціалізованих атмосферних умовах з використанням одиночних або подвійних газів для паливних елементів, твердих оксидів та суперіонних провідників.4

Кераміка

Керамічні матеріали використовуються в багатьох сферах застосування, де потрібна робота при високих температурах - аерокосмічна промисловість (лопатки турбіни двигуна, теплові екрани), матеріали паливних елементів SOFC, форсунки двигунів, датчики, дискові гальма тощо. Крім того, існує багато застосувань в електроніці (ізолятори та діелектрики), біоімплантатах тощо.

Спектр обладнання Solartron Analytical для випробувань матеріалів ідеально підходить для характеристики високотемпературних та низькотемпературних керамічних та електрокерамічних матеріалів. Ключовими елементами тестування є діапазон частот, діапазон імпедансу / діелектричної проникності / ємності, який можна виміряти, точність вимірювань (особливо на екстремальних рівнях імпедансу), контроль прикладеної температури та використання відповідних тримачів зразків.

Методи: I-V, C-V, impedance, capacitance, permittivity, dielectric constant/loss, grain size, AC conductivity

Застосування:  Твердооксидні паливні елементи (SOFC-Solid-oxide fuel cells), акумулятори, датчики, датчики кисню, тверді електроліти

Типи: тонка плівка, стабілізований цирконій (YSZ Yittria), твердий електроліт з бета оксида албмінію, перовскітна кераміка

Діалектрики

Діелектричні матеріали - це електричні ізолятори, які здатні сильно поляризуватися електричним полем (це виражається як діелектрична проникність матеріалу). Заряди в діелектричних матеріалах можуть бути зміщені з положення рівноваги електричним полем. Після видалення електричного поля матеріал повертається у вихідний стан, і час, необхідний для цього, називається періодом релаксації, який є характеристикою діелектричного матеріалу. Типові випробування включають застосування різного електричного поля (форма хвилі змінного струму) та контроль релаксації матеріалу в залежності від його діелектричної проникності (ємності та провідності) у порівнянні із прикладеною частотою змінного струму.

Діелектричні матеріали використовуються в багатьох додатках, таких як:

Електронні компоненти, такі як конденсатори 

Матеріали з високим K / низьким K, широко використовувані в напівпровідниках для підвищення продуктивності та зменшення розміру пристрою (де K означає диелектричну проникність або діелектричну проникність)

Діелектричні матеріали також використовуються в дисплеях (наприклад, рідкокристалічні РК-дисплеї)

П'єзоелектрики / фероелектрики / MEMs 

Кераміка та полімери також часто виявляють діелектричні властивості

Технології відображення

Нові технології відображення дозволяють досягти значних успіхів у розвитку портативних комп’ютерів, мобільних телефонів, гнучких / прозорих дисплеїв, сенсорних панелей та легких телевізорів з тонким екраном. Для мобільних пристроїв постійно досягається покращений час автономної роботи (низька потужність), зменшена вага та яскравіші екрани, а нові технології відображення, включаючи OLED та AMOLED, забезпечують набагато покращену продуктивність порівняно з дисплеями попереднього покоління. Нові технології, в тому числі OLED, також розробляються для заміни лампочки розжарювання на більш ефективні та довговічні джерела світла, дозволяючи більш різноманітний контроль освітлення приміщень та кольорів, а нові технології поширюються на автомобільне та вуличне освітлення.

Техніка: I-V, fast pulse, J-L-V, C-V, ємність, імпеданс, Мот-Шотки

Застосування:  деградація девайсу, мобільність, концентрація носіїв заряду, збіднений шар, час експлуатації приладу і чистота матеріалу /дефекти

Типи: OLED, LED, LCD, AMOLED, PLED, Перовскіт, квантові точки, гнучкі дисплеї

Сегнетоелектричні матеріали

Сегнетоелектрики мають п'єзоелектричні властивості, але крім того демонструють спонтанну оборотну поляризацію при застосуванні електричного поля, і тому широко використовуються в напівпровідникових тонкоплівкових пристроях пам'яті (FRAM). Сегнетоелектрики також проявляють нелінійну діелектричну проникність (ємність) як функцію прикладеного електричного поля, що робить їх дуже корисними в електронних додатках, включаючи регульовані конденсатори. Інші застосування включають датчики, ультразвук, ехолоти/сонари, мікроприводи, інфрачервоні датчики

Енергетичні пристрої та іонні провідники

Іонні провідники використовуються в широкому діапазоні енергетичних пристроїв, включаючи твердотільні батареї, суперконденсатори та твердооксидні паливні елементи, а також у багатьох типах датчиків. Тонкоплівкові матеріали (наприклад, YSZ-іттрій стабілізований оксид цирконію) забезпечують іонну провідність, блокуючи електропровідність, яка створює коротке замикання пристрою. Температура є важливим фактором для цих матеріалів, оскільки іонна провідність зростає із збільшенням температури (на відміну від електропровідності, яка зменшується із збільшенням температури). Тому випробувальні системи повинні охоплювати широкий діапазон електричних та температурних можливостей.

Спектр обладнання для випробувань матеріалів Solartron Analytical ідеально підходить для характеристики суперіонних провідників  / твердих електролітів. Ключовими елементами тестування є діапазон частот, діапазон електричного стимулу, діапазон імпедансу / діелектричної проникності / ємності, який можна виміряти, точність вимірювань (особливо на екстремальних рівнях імпедансу), контроль прикладеної температури та використання відповідних тримачів зразків.

Наноелектромеханічні системи

Наноматеріали

Органічна електроніка

Пєзоелектричні матеріали

Напівпровідники та органічні польові транзистори 

MEM та NEM

Застосування: пам’ять ПК, FeRAM, приводи, акселерометри, мікрофони, струменеві головки, датчики

Типи: сегнетоелектрики, п’єзоелектрики, МЕМ, НЕМ, мультиферроїки, тонка плівка, PZT, титанат барію, перовскіт.

MEM та NEM (мікро/нано електромеханічні системи) дозволяють об'єднати багато функцій, включаючи функції з п'єзо/сегнетоелектричних матеріалів, в єдиний пристрій. Приклади включають тривимірні гіроскопи та акселерометри, які використовуються в новітніх ігрових машинах та ручних контролерах, а також у військових та аерокосмічних інерційних системах наведення.

Solartron Analytical надає наступні тестові системи для характеристики цих матеріалів:

• Тестова система ModuLab XM MTS забезпечує повну характеристику часової області та пристрою змінного струму, використовуючи широкий спектр опцій "Plug and Play"
• Фазоаналізатор коефіцієнта посилення імпедансу моделі 1260A широко згадується у публікаціях і здатний перевіряти ємність / C-V / імпеданс / Мотта-Шотткі від 10 мкГц до 32 МГц (частота понад 12 десятиліть), що дозволяє повною характеристикою діелектричних матеріалів.
• Діелектрична інтерфейсна система моделі 1296A розширює діапазон імпедансу 1260А до понад 100 ТОм для тестування керамічних ізоляторів та діелектриків, а також забезпечує більшу величину та точність фаз за допомогою методів вибірки/еталону, зменшуючи похибки через кабелі.
• Варіанти контролю температури, включаючи кріостати та печі, доступні з усіма вищезазначеними системами вимірювання, які забезпечують автоматичний контроль температури зразка на ПК та дозволяють повністю охарактеризувати матеріал.
  

Наноматеріали

Наноматеріали - це ті метали, кераміка, полімери або композитні матеріали, які мають розміри часточок у декілька нанометрів. Завдяки цьому невеликому розміру такі матеріали мають наступну особливість - велика частка атомів розташована поблизу меж поділу, наприклад межі зерен. Таким чином отримують матеріали з дуже різними властивостями в порівнянні з класичними матеріалами. Наприклад, розробляються наноматеріали, які поєднують існуючу кераміку, полімери тощо з наноструктурами для отримання композитів з дивовижними механічними, термічними та електричними властивостями.

Існує багато різноманітних застосувань - напівпровідники/електроніка, мініатюрні батареї, сонячні батареї, покриття, медицина та надпровідність. Їх властивості різноманітні, і тому для оцінки цих нових матеріалів необхідний широкий діапазон випробувань.

Асортимент обладнання для випробування матеріалів компанії Solartron Analytical добре підходить для діапазону екстремальних вимірювань, які часто необхідні для характеристики наноматеріалів. Ключовими елементами тестування є діапазон частот, діапазон електричних подразників (electrical stimulus), межі імпедансу/проникності/ємності, які можна вирішити, точність вимірювань (особливо на крайніх рівнях імпедансу), контроль застосованої температури та використання відповідних тримачів для зразків. 

Органічна електроніка (полімерна електроніка)

Останні роки органічні матеріали інтенсивно розробляються для широкого кола ринків від електронних дисплеїв (телевізори, ПК, мобільні телефони, планшети) до домашнього, комерційного, автомобільного та вуличного освітлення. Ці матеріали надзвичайно тонкі, забезпечуючи значно меншу товщину та вагу виробу, споживають набагато менше енергії (тривалий режим роботи від батареї) і відносно прості у виготовленні. Їх можна використовувати для гнучких електронних пристроїв і навіть для прозорих дисплеїв (панелі автомобільних дисплеїв). На основі цих матеріалів можуть бути створені яскраві дисплеї з високим коефіцієнтом контрастності, що робить їх корисними для використання на вулиці. Нові технології, включаючи OLED, розробляються, щоб замінити лампи розжарювання на більш ефективні та довговічні джерела світла.

П'єзоелектрики

П'єзоелектрики - це матеріали, які накопичують заряд як функцію механічного напруження, а також діють у зворотному порядку, змінюючи розміри в залежності від прикладеного електричного поля. Існує багато застосувань для цих матеріалів, включаючи мікрофони мобільних телефонів, динаміки, приводи, головки струменевих принтерів, датчики подушок безпеки, акселерометри, системи наведення, гіроскопи, акселерометри тощо.

Solartron Analytical надає наступні тестові системи для визначення характеристик цих матеріалів: тестова система ModuLab XM MTS, фазовий аналізатор аналізатор імпедансу 1260A, система діелектричного інтерфейсу моделі 1296A. Опції контролю температури, включаючи кріостати та печі, доступні з усіма перерахованими вище системами вимірювання, які забезпечують автоматичний контроль температури зразка з ПК та дозволяють проводити повну характеристику матеріалу.

Напівпровідники та органічні польові транзистори

Напівпровідники — це прилади, які змінюють питомий опір залежно від прикладеного електричного поля і застосовуються в ПК, випрямлячах, сонячних елементах, підсилювачах тощо. Властивості напівпровідникових матеріалів різко змінюються залежно від концентрації домішок (легуючих речовин). Введення невеликої концентрації легуючих речовин значно збільшує кількість носіїв заряду, доступних для електропровідності. Електричні тести широко використовуються для перевірки концентрації носіїв заряду, рухливості носіїв заряду, співвідношення струмів увімкнення/вимкнення та порогової напруги.

Органічні напівпровідникові матеріали в даний час викликають великий інтерес (наприклад, OFET Organic Field Effect Transistor), через їх потенціал для великомасштабного/дешевого виробництва з використанням технології друку. OFET можна наносити на легкі, прозорі, гнучкі пластикові підкладки, що дає можливість для цілого нового покоління недорогих споживчих товарів.

Аналіз передавальної функції

Використовувані техніки: частотна характеристика, функція перенесення, спектральний аналіз, кореляція, аналіз гармонічних коливань, гармонічний аналіз, імпеданс.

Аналіз частотної характеристики (аналіз функції перенесення або аналіз спектру) вимірює вихідний спектр системи відносно збуджувача і використовується для характеристики динаміки системи, що перевіряється. Цей метод вимірює амплітуду та фазовий зв’язок між вихідними та вхідними сигналами як функцію частоти. Вхідні сигнали можуть надходити від широкого діапазону датчиків, включаючи акустичні (мікрофони/сонар), механічні (акселерометри/перетворювачі зміщення), оптичні (фотодетектори) та електронні/електричні (підсилювачі, фільтри). Застосування, в яких використовується ця потужна техніка, включають електрохімічну спектроскопію імпедансу (EIS), аналіз матеріалів, проектування аерокосмічної системи керування, розробку електронного підсилювача, проектування джерела живлення та аналіз вібрації.

КОРОЗІЯ

Динамічний діапазон струму та можливість вимірювання низького струму визначають, наскільки добре потенціостат вимірює швидкість електрохімічної корозії. Вимірювання малих струмів є основною характеристикою потенціостату, оскільки малі струми відповідають низькій швидкості корозії. Також маленькі електроди, навіть за помірної щільності струму, можуть генерувати слабкий струм. Наші прилади забезпечують як точність, так і роздільну  здатність; також до наших потенціостатів можна підключити такі опції як VersaSTAT-LC (Princeton Applied Research) та ModuLab Femto Ammeter (Solartron Analytical) які є лідерами у галузі виміру низьких струмів.
Діапазон напруги - це потужність, яку потенціостат може видати для управління електрохімічними комірками. Для резистивних електролітів, таких як ті, які іноді зустрічаються в маслі, бетоні або ґрунті, може знадобитися потенціостат здатний долати ці резистивні середовища. ModuLab XM з HV100 має найвищю серед інших потенціостатів номінальну напругу 100 Вольт. PARSTAT 4000A має максимальну напругу 48 В, чого часто буває достатньо для більшості застосувань.
Нерідко трапляється, що зразки мають високу ємність через їх розмір або окислене покриття. Додаткові фільтри та діапазони у VersaSTAT 4, PARSTAT-line та ModuLab XM надають більше апаратних можливостей для вибору найкращої можливої конфігурації для випробувань зразків.
Електрохімічна комірка K0047 використовується у багатьох лабораторіях по всьому світу для проведення випробувань на корозію. Ця коміркак була розроблена відповідно до кількох найбільш популярних стандартів ASTM для випробувань на електрохімічну корозію.

Покриття

Цей додаток призначений для оцінки фарбованих матеріалів або матеріалів з покриттям. Ці органічні покриття забезпечують бар'єр між зразком (електродом) та навколишнім середовищем. Без межі розділу електрод/електроліт електрохімічні реакції не протікають. Вивчення цих покриттів найчастіше проводять за допомогою ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ІМПЕДАНСНОЇ СПЕКТРОСКОПІЇ (ЕІС). EIS дозволяє визначити струм для оцінки різних процесів. Наприклад, при аналізі покриття EIS дозволяє відокремити поглинання води за рахунок утворення пор, утворення бульбашок, розшарування та корозії металу, що лежить нижче.
Лінійки продуктів VersaSTAT і PARSTAT компанії Princeton Applied Research мають вбудовані аналізатори частотних характеристик (FRA) для вимірювання електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS). Зовнішній блокуючий підсилювач або аналізатор частотної характеристики не потрібний для додавання функцій EIS до цих пристроїв. ModuLab XM Solartron Analytical використовує FRA на основі карт, для забезпечення кращих у своєму класі вимірювань EIS.Локалізовані електрохімічні вимірювання дозволяють користувачам досліджувати неоднорідну корозію та механізми корозії. Методи сканування доступні на платформі VersaSCAN надають локальну інформацію про електрохімічні явища на поверхні зразка. Метод локалізованої ЕІС спеціально вимірює локальний струм на зонді в експерименті, що ґрунтується на тих же принципах ЕІС для оцінки стану покриття. Прикладом цінності такої локалізованої інформації є дослідження скретч-тестів органічних покриттів.Плоска комірка K0235 призначена для роботи з плоскими зразками різних розмірів, що дозволяє задіювати в експерименті лише певну область електроду.

Зберігання енергії

Пристрої зберігання та перетворення енергії використовуються для задоволення потреб у портативних та відновлюваних джерелах енергії. Конкретними технологіями є батареї, конденсатори, паливні та сонячні елементи. У комерційних пристроях вони часто використовуються в комбінації як частина системи живлення. Прогрес в енергетиці потребує покращення можливостей для забезпечення імпульсної потужності, тривалого часу роботи та терміну служби. Часто джерела живлення також мають технічні обмеження за обсягом та вагою. Нові матеріали та технічні досягнення відіграють ключову роль у задоволенні ринкового попиту. Потужність, яку видає пристрій, визначається добутком його напруги та струму. Напруга окремого пристрою визначається його конкретним хімічним складом (його електрода). Струм окремого пристрою визначається його розміром (площею електрода).

Елементи живлення

Елементи живлення є пристроями накопичення енергії та сегментовані на первинні та вторинні типи. Первинні елементи живлення забезпечують одноразовий розряд. Вторинні елементи живлення можна перезаряджати.

Літій-іонні батареї на сьогодні є передовою технологією в цій галузі. Інші технології, Li-Air, забезпечують більш високу теоретичну продуктивність. ЦИКЛІЧНА ВОЛЬТАММЕТРІЯ використовується для розробки матеріалу та визначення його потенційного вікна (напруга відсікання заряду та напруга відсікання розряду). ЦИКЛІЧНА ВОЛЬТАММЕТРІЯ також є основним методом ідентифікації нових електролітів. Princeton Applied Research PARSTAT 3000A особливо підходить для цього дослідження, оскільки його форм-фактор спеціально розроблений для встановлення в глов бокс. З’єднання BNC як Solartron Analytical EnergyLab, так і PAR потенціостатів  (за допомогою додаткового кабелю комірки) забезпечують загальний інтерфейс для глов боксу.

Локалізовані методи, доступні на платформі VersaSCAN, є передовими для характеристики механізмів інтеркаляції літію та формування інтерфейсу твердого електроліту (SEI (Solid-Electrolyte Interface)).

Оскільки метою вторинного елементу живлення є забезпечення тривалого циклу, високої ефективності та високої щільності енергії; нові матеріали об'єднуються в комірку і відбувається її оцінка експериментом ЗАРЯД-РОЗРЯД. Різновидом цієї методики є постійний струм – постійна напруга (CC-CV), коли батарея підтримується на рівні граничного потенціалу відсікання та постійно заряджається щоб забезпечити повністю зарядджений стан.

Метою цих експериментів є визначення ЄМНОСТІ та ЧИСЛА ЦИКЛУ для оцінки тривалості життєвого циклу та ВИХОДУ ПО СТРУМУ (ЕФЕКТИВНОСТІ ФАРАДЕЯ) – для кількісного визначення заряду на вході/розряді (Qin/Qout). ЄМНІСТЬ являє собою вимірювання заряду в технічних одиницях Ач. Це легко перетворюється на визначення часу, протягом якого даний пристрій може забезпечити заданий струм.

Наприклад, розмір акумулятора типу «таблетка» (CR2032) зазвичай становить 200 мАг. Тобто цей пристрій можна розрядити струмом 200 мА, і очікується, що він працюватиме протягом 1 години. Цей час нормалізується щодо ємності батареї та повідомляється як швидкість (позначимо цю швидкість як C, 1 C = 1година^-1). Це найпоширеніший величина для оцінки, оскільки вона легко вимірюється навіть в академічних лабораторіях. Наступним кроком є ​​акумулятор розміру 18650, який зазвичай становить 2250 мАг (2,2 Аг). Цей пристрій можна розряджати струмом 2,2 А, і очікується, що він працюватиме протягом 1 години. Тримачі батарей для поточної лінійки PARSTAT і VersaSTATS дозволяють безпосередньо підключати обидва ці формати батарей до потенціостата. Пряме підключення дозволяє уникнути помилок, додаткової ємності та індуктивності для вимірювання імпедансу. Заміна кабелю клітинки створює чистіший сигнал і точніше вимірювання. Методи EnergyLab EIS, включаючи інноваційну технологію FRA та передискретизацію, дозволяють визначати характеристики пристроїв із субміліомним (мікроомним) опором.

Оскільки окремі цикли цих експериментів триватимуть години, а метою є визначення зниження ємності в діапазоні >1000 циклів; Значення багатоканальної платформи та раннього скринінгу неможливо переоцінити.

Рівний профіль напруги, який вважається ключовою перевагою літієвих технологій, обумовлює потребу в передових методах визначення СТАНУ ЗАРЯДУ. ЕЛЕКТРОХІМІЧНА ІМПЕДАНСНА СПЕКТРОСКОПІЯ (EIS) є новим методом для здійснення цих визначень на місці. EIS також використовується для визначення того, як батарея функціонує відповідно до її очікувано терміну служби, що називається ступінь роботоздатності акумулятора (State of Health (SOH)). Перегляньте наш посібник і технічне пояснення тут: Моделювання імпедансу літієвих батарей. Повний асортимент продукції Princeton Applied Research і Solartron Analytical надає ці вимірювальні можливості як стандартні, так і додаткові. EIS також надає механізм за допомогою аналізу еквівалентної схеми або простого візуального посилання для визначення еквівалентного послідовного опору (ESR) батареї. Це ключова переваги, оскільки вона означає втрату параметрів системи.

Використання допоміжних вимірювань напруги дозволяє контролювати як анод, так і катод батареї. Стандартна конструкція потенціостата зосереджена на сигналі та відповіді на робочому електроді. Реакції на протиелектроді не охарактеризовані; в той час як інші програми використовують інертний протиелектрод; в акумуляторній техніці це активний електрод. Можливість додатково охарактеризувати цей електрод дозволяє користувачам визначити механізми збоїв і належним чином зосередити дослідницькі ініціативи на їх усунення. Це доступно в продуктах PARSTAT 3000A та EnergyLab для оцінки однієї комірки, а також у PARSTAT MC (PMC-2000A) та 1470E CellTest для кількох одночасних тестів для покращення продуктивності.

Блоки батарей