การหาปริมาณความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานต่อส่วนต่อประสานของแผ่นอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ช่วยลดระยะเวลาในการพัฒนาในขณะที่อำนวยความสะดวกในการควบคุมคุณภาพของชิ้นส่วนที่ผลิตจำนวนมาก

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความจุสูง (LIB) น้ำหนักเบา มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ไร้สายทั่วโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา LIB ได้รับความสนใจในฐานะแหล่งพลังงานสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า (EVs) และอุตสาหกรรมกำลังเร่งความพยายามในการปรับปรุงและพัฒนาเพื่อให้ได้ความจุที่สูงขึ้นและลดน้ำหนักโดยคาดว่าจะมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในบทบาทดังกล่าว
ระบบการวัดความต้านทานอิเล็กโทรด RM2610 เป็นระบบการวัดและวิเคราะห์ระบบแรกของโลกที่สามารถแยกและวัดค่าความต้านทานของแผ่นอิเล็กโทรดบวกและลบ LIB ออกเป็นความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานหน้าสัมผัส (ส่วนต่อประสาน) ระหว่างชั้นคอมโพสิตและตัวสะสม

ผู้ผลิตแบตเตอรี่ EV และวัสดุที่ต้องการตรวจสอบลักษณะความต้านทานในลักษณะที่ละเอียดในระหว่างกระบวนการต้นน้ำ

ปัญหาที่ 1: การพัฒนา LIB นั้นใช้เวลานาน

การลดความต้านทานภายในเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของ LIB นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบลักษณะความต้านทานของแผ่นอิเล็กโทรดซึ่งเป็นวัสดุหลักในแบตเตอรี่ในลักษณะที่ละเอียด และศึกษาผลกระทบของลักษณะดังกล่าวที่มีต่อวัสดุ วิธีการผลิต และแง่มุมอื่นๆ ของกระบวนการผลิต ความสามารถในการตรวจสอบลักษณะความต้านทานในสถานะของแผ่นอิเล็กโทรดหมายถึงความสามารถในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความแตกต่างของวัสดุและกระบวนการผลิตแผ่นอิเล็กโทรด อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบันยังไม่มีเทคนิคใดในการประเมินคุณลักษณะความต้านทานในสถานะของแผ่นอิเล็กโทรดในลักษณะที่ละเอียด เป็นเรื่องปกติในการประเมินลักษณะของเซลล์ แต่ต้องใช้เวลาในการเตรียมและประเมินเซลล์โดยใช้วัสดุและกระบวนการต่างๆ ร่วมกัน เวลาในการพัฒนาสามารถสั้นลงได้โดยการจัดเรียงชิ้นส่วนส่วนใหญ่ในสถานะแผ่นอิเล็กโทรด จากนั้นประเมินเซลล์โดยใช้แผ่นอิเล็กโทรดที่จัดเรียง

ปัญหาที่ 2: เซลล์ที่ผลิตจำนวนมากมีคุณภาพไม่สม่ำเสมอ

เซลล์ที่ผลิตจำนวนมากจำเป็นต้องแสดงคุณภาพที่สม่ำเสมอ การควบคุมคุณภาพในกระบวนการต้นน้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพที่สม่ำเสมอในขั้นสุดท้าย การจัดการคุณภาพในสถานะแผ่นอิเล็กโทรดช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต

ปัญหาที่ 3: วิธีการทั่วไปไม่ได้ให้ความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะ

วิธีการวัดคุณลักษณะความต้านทานในสถานะแผ่นอิเล็กโทรดประกอบด้วยการวัดความต้านทานแบบ 4 โพรบและแบบพาสทรู อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านั้นวัดลักษณะความต้านทานของแผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมด พวกเขาไม่สามารถให้ความเข้าใจเกี่ยวกับความต้านทานของชั้นคอมโพสิตหรือความต้านทานของอินเทอร์เฟซ จำเป็นต้องแยกและวัดค่าความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของอินเทอร์เฟซ

ประเด็นที่ 4: ผู้ผลิตวัสดุต้องการถ่ายทอดข้อดีของผลิตภัณฑ์ของตนให้กับผู้ผลิตแบตเตอรี่

ผู้ผลิตวัสดุสารละลายต้องการสื่อสารถึงผลกระทบของวัสดุที่มีต่อลักษณะเฉพาะของเซลล์ในลักษณะเฉพาะ ข้อมูลที่ได้รับการประเมินของแผ่นอิเล็กโทรดสามารถให้ผลที่เหมือนจริงกับวัสดุสารละลายมากกว่าข้อมูลที่ประเมินจากเซลล์

ประโยชน์ของการแสดงภาพความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสานในแผ่นอิเล็กโทรด

RM2610 เป็นระบบการวัดและการวิเคราะห์ที่สามารถแยกและหาปริมาณความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสานของแผ่นอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นคุณสมบัติสองอย่างที่ยังไม่สามารถแสดงออกมาเป็นภาพได้จนถึงปัจจุบัน ระบบวางฟิกซ์เจอร์ทดสอบ (ประกอบด้วยโพรบทดสอบหลายชุด) สัมผัสกับพื้นผิวของแผ่นอิเล็กโทรดเพื่อวัดศักยภาพ จากนั้นจึงใช้วิธีวิเคราะห์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ ฮิโอกิ เพื่อวัดค่าความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสาน ค่าเหล่านี้สามารถใช้เพื่อยืนยันการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของแผ่นอิเล็กโทรดที่เกิดจากความแตกต่างของวัสดุ ส่วนประกอบ และเงื่อนไขการผลิต การรับประกันคุณภาพในระหว่างกระบวนการผลิตแผ่นอิเล็กโทรดสัญญาว่าจะเร่งงานพัฒนาซึ่งขับเคลื่อนวิวัฒนาการและการปรับปรุง LIB ในขณะที่ปรับปรุงผลผลิต

เร่งการพัฒนาโดยทำความเข้าใจความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของอินเทอร์เฟซ: ผู้ผลิตแบตเตอรี่และวัสดุ

จากการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสานในขณะที่เปลี่ยนสารช่วยที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ผู้ผลิตจึงสามารถระบุสารช่วยที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมซึ่งลดความต้านทานของส่วนต่อประสานได้ พวกเขายังสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของอินเทอร์เฟซที่เกิดจากการมีหรือไม่มีการเคลือบคาร์บอน ด้วยวิธีนี้ผู้ผลิตแบตเตอรี่จึงสามารถเร่งการพัฒนาได้ ผู้ผลิตวัสดุได้รับความสามารถในการสื่อสารข้อดีของวัสดุของตนกับผู้ผลิตแบตเตอรี่

กลายเป็นปัจจัยในการกำหนดค่าแรงกดที่เหมาะสมที่สุด: ผู้ผลิตแบตเตอรี่

ด้วยการวัดผลลัพธ์เชิงปริมาณของการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กโทรดที่เกิดขึ้นจากแรงกดที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตจึงเข้าใจว่าความหนาแน่นของอิเล็กโทรดส่งผลต่อความต้านทานของอินเทอร์เฟซอย่างไร พวกเขาได้เรียนรู้ว่าแม้ว่าการตั้งค่าแรงกดที่สูงขึ้นและความหนาแน่นของอิเล็กโทรดที่มากขึ้นจะลดทั้งความต้านทานเชิงปริมาณของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสาน แต่ค่าหลังจะลดลงอย่างกะทันหันจนถึงจุดหนึ่ง จากนั้นจึงยังคงสม่ำเสมอโดยให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการกำหนดค่าแรงกดที่เหมาะสมที่สุด

ภาพรวมของระบบการวัดความต้านทานอิเล็กโทรด

RM2610 ประกอบด้วยเครื่องวัดความต้านทานอิเล็กโทรด RM2611, ซอฟต์แวร์การคำนวณความต้านทานอิเล็กโทรด RM2612, ชุดกด RM9003, ฟิกซ์เจอร์ทดสอบ RM9004, สายเคเบิลเชื่อมต่อ RM9005 และเครื่องมือบำรุงรักษา RM9006 การคำนวณใช้เทคนิคที่เรียกว่า fitting เพื่อแยกและหาปริมาณความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสาน

ขั้นแรก ให้วาง Test Fixture RM9004 ซึ่งประกอบด้วยโพรบหลายอันสัมผัสกับพื้นผิวของแผ่นอิเล็กโทรด และจ่ายกระแสไฟฟ้าระหว่างโพรบเฉพาะสองโพรบ

กระแสที่ใช้จะกระจายในลักษณะสามมิติภายในแผ่นอิเล็กโทรด ทำให้เกิดการกระจายที่เป็นไปได้บนพื้นผิวของแผ่น โพรบวัดแรงดันไฟฟ้าใช้เพื่อวัดการกระจายศักย์ไฟฟ้านั้น ศักยภาพที่ได้รับที่นี่เรียกว่าศักยภาพที่วัดได้

ฮิโอกิ สร้างแบบจำลองแผ่นอิเล็กโทรดสำหรับคำนวณค่าที่เป็นไปได้บนพื้นผิว ค่าที่เป็นไปได้ที่ได้รับโดยใช้แบบจำลองนี้ทำหน้าที่เป็นค่าศักย์ไฟฟ้าที่คำนวณได้

ตัวเลขที่เป็นไปได้ที่คำนวณได้จะถูกคำนวณซ้ำๆ ในขณะที่เปลี่ยนแปลงความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของอินเทอร์เฟซเป็นตัวแปร ค่าที่ค่าศักย์ไฟฟ้าที่วัดได้และค่าศักย์ไฟฟ้าที่คำนวณได้ใกล้เคียงกันมากที่สุดในระหว่างการคำนวณซ้ำเหล่านี้ จะแสดงออกมาเป็นค่าความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและค่าความต้านทานของส่วนต่อประสาน

โซลูชัน ฮิโอกิ เพื่อรองรับวิวัฒนาการของ LIB

LIB จะยังคงพัฒนาต่อไปในอนาคต ผู้ผลิตจะยังคงเปลี่ยนแปลงวัสดุแบตเตอรี่ สารเติมแต่ง ส่วนประกอบ สัดส่วนวัสดุ และเงื่อนไขของกระบวนการต่อไป เพื่อแสวงหาประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ฮิโอกิ พัฒนา RM2610 ซึ่งเป็นระบบสำหรับการแยกและหาปริมาณความต้านทานของชั้นคอมโพสิตและความต้านทานของส่วนต่อประสานของแผ่นอิเล็กโทรด โดยเป็นโซลูชันสำหรับใช้ในกระบวนการต้นน้ำของการผลิต LIB เรายังเสนอวิธีการใหม่ในการวิเคราะห์สารละลายอิเล็กโทรดในกระบวนการต้นน้ำ เทคโนโลยีการวิเคราะห์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ ฮิโอกิ ใช้เพื่อวิเคราะห์ค่าอิมพีแดนซ์ที่วัดได้ของสารละลายอิเล็กโทรด LIB เพื่อให้ได้มาซึ่งความสามารถในการกระจายตัวของวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและระดับของการพัฒนาเครือข่ายที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ระบบวิเคราะห์สารละลาย ที่นี่

เมื่อการยอมรับของ EVs และ Internet of Things (IoT) เติบโตขึ้น ความต้องการ LIB ก็จะเกิดขึ้นเช่นกัน ซึ่งนำไปสู่วงจรการพัฒนาที่สั้นลงและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและค่าใช้จ่ายที่เข้มงวดมากขึ้น ฮิโอกิ นำเสนอเครื่องมือวัดที่หลากหลายพร้อมฟังก์ชันการทำงานที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าสำหรับใช้ใน LIB R&D และกระบวนการผลิต มีเครื่องมือสาธิตการใช้งาน โปรดติดต่อ ฮิโอกิ หากคุณต้องการสัมผัสการทำงานของผลิตภัณฑ์ของเราด้วยตัวคุณเอง เรายังยินดีที่จะจัดเตรียมตัวอย่างเพื่อให้ลูกค้าที่คาดหวังสามารถทำการทดสอบการวัดได้ และโปรดติดต่อปัญหาการวัดที่คุณต้องการแก้ไขหรือเครื่องมือที่คุณสนใจ

เรียนรู้เพิ่มเติม

• 

  ระบบวัดความต้านทานอิเล็กโทรด RM2610