德國EL-CELL-PAT測試儀：電池材料研究的電化學(xué)分析工具

位于德國漢堡的EL-CELL GmbH，為電池研究人員提供了多種電化學(xué)測試解決方案。

1 品牌與產(chǎn)品概述

EL-CELL GmbH是一家致力于電化學(xué)測試設(shè)備設(shè)計與制造的公司，將機(jī)械工程與電化學(xué)專業(yè)知識相結(jié)合，專注于為鋰離子電池等儲能技術(shù)的研究提供測試設(shè)備。

該公司與電池研究人員保持密切合作，基于實際研究需求不斷優(yōu)化其產(chǎn)品與服務(wù)。

除了提供硬件設(shè)備，EL-CELL還配備了電化學(xué)研究實驗室，并能夠為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的用戶提供技術(shù)研討會、實驗培訓(xùn)等支持。

2 產(chǎn)品類型

EL-CELL的產(chǎn)品線圍繞電池材料測試與研究而設(shè)計，主要涵蓋以下產(chǎn)品：

? PAT系統(tǒng)：新一代電池測試單元，采用模塊化設(shè)計。

? 測試單元：用于不同電解質(zhì)的電池和電容器系統(tǒng)測試。

? 標(biāo)準(zhǔn)測試單元：包括ECC-Std等型號，用于常規(guī)電化學(xué)測試。

? 電化學(xué)膨脹計：如ECD-3-nano，用于測量電極厚度變化。

? 氣體分析測試單元：用于進(jìn)行氣體和壓力實驗。

? 優(yōu)化測試單元：針對特定實驗需求設(shè)計的測試單元。

? 水性測試單元：適用于水性電解質(zhì)的測試環(huán)境。

? PAT室：溫度控制擴(kuò)充口，提供穩(wěn)定的測試環(huán)境。

? 高吞吐量塢站：支持高通量應(yīng)用的電化學(xué)工作站。

? 工具和配件：包括切割、沖孔工具、電極對準(zhǔn)和組裝工具等。

3 主要型號與技術(shù)參數(shù)

EL-CELL提供了多種型號的電化學(xué)測試設(shè)備，以下是主要型號：

? PAT-Tester-i-16：高度集成的多通道測試系統(tǒng)，將電池測試系統(tǒng)、控溫箱和插接站的功能融為一體。

? PAT-Tester-x-8：模塊化電池測試站，支持最多8個獨(dú)立測試通道。

? PAT-Cell：采用三電極設(shè)計的測試單元，圍繞一次性的PAT-Core構(gòu)建。

? PAT-Chamber-16：支持高通量應(yīng)用的電化學(xué)工作站。

? ECC-Std：標(biāo)準(zhǔn)扣式電池測試夾具。

? ECC-Ref：參比電極測試單元。

? ECC-Opto-Std：標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)原位測試單元。

? ECD-4-nano：高分辨率電化學(xué)膨脹儀。

? PAT-Stand-4：四通道PAT測試站。

? PAT-Stand-1：通用型測試設(shè)備對接站。

3.1 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

不同型號的PAT測試儀具有各自的技術(shù)特點：

? PAT-Tester-i-16集成了電池測試系統(tǒng)、控溫箱和插接站的功能。其主要技術(shù)參數(shù)包括：16個測試通道，測試電流100mA（配備四個電流檔位），測試電壓±7V，阻抗測試頻率范圍10μHz到10kHz，采樣間隔1ms，溫度控制范圍+5到+80°C。

? PAT-Tester-x-8則采用模塊化設(shè)計，測試通道被分離為單獨(dú)的設(shè)備。每個PAT-Channel-1均配有一個設(shè)備齊全的恒電流儀/恒電位儀/阻抗分析儀。其電壓范圍為-7V至+7V，電流為±100mA，帶寬范圍具有500kHz（快速）、50kHz（中）和5kHz（慢）三個選項，采集時間為1毫秒。

? PAT-Cell測試單元采用無連線三電極設(shè)計，電池測試器的電連接是通過在電池底部的接觸區(qū)域進(jìn)行的。該電池的設(shè)計使用溫度范圍為-20到+70攝氏度。

4 核心特點

EL-CELL的PAT測試儀具有多個核心特點：

? 三電極測試能力：PAT-Cell等測試單元采用三電極設(shè)計，能夠在測試全電池性能的同時，測量兩個半電池的電化學(xué)數(shù)據(jù)。這種設(shè)計能長期測量，使用可靠的參比電極，可進(jìn)行超過一千小時的電池測試。

? 模塊化設(shè)計：PAT系列測試單元采用模塊化概念，圍繞著PAT-Core構(gòu)建。PAT-Core是一個一次性的樣品池，用于長時間的測試樣本。這種模塊化設(shè)計使電池?zé)o需接線，可直接插入PAT電池測試儀或通過PAT擴(kuò)展塢連接至任何市售電池測試儀/恒電位儀。

? 一次性使用概念：采用一次性PAT-Core組件，避免了重復(fù)使用單元組件時可能因腐蝕或交叉污染而產(chǎn)生的錯誤。這不僅提高了測試效率，還不需要清洗或烘干電池組件，減少了實驗準(zhǔn)備時間。

? 高精度測量：PAT測試儀提供高精度的測量能力，例如PAT-Tester-x-8的電壓測量精度為FSR的±0.02%，電流測量精度為FSR的±0.05%。PAT-Cell具有高精度18毫米直徑的三明治幾何結(jié)構(gòu)，電極和隔膜中心性優(yōu)于0.1毫米。

? 集成溫度控制：PAT-Tester-i-16等型號集成了溫度可控的恒溫室，溫度范圍通常為+5到+80°C，為電池測試提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境。

5 應(yīng)用領(lǐng)域

EL-CELL的PAT測試儀在多個領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用：

? 鋰離子電池材料研究：用于測試新型電池材料，評估石墨負(fù)極、硅基負(fù)極、高鎳正極等鋰離子電池材料的電化學(xué)性能。PAT-Cell能夠準(zhǔn)確地測試一種非質(zhì)子鋰離子電池材料。

? 新型電池體系開發(fā)：適用于鈉離子電池、固態(tài)電池等新型電池體系的研究。EL-CELL的設(shè)備可用于從非質(zhì)子或水電解質(zhì)的電池到電容器系統(tǒng)的測試。

? 電池失效機(jī)理分析：通過實時監(jiān)測電池循環(huán)過程中電極的變化，輔助分析容量衰減、內(nèi)阻增大等失效原因。EL-CELL還參與了SimDural項目，致力于開發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э氐姆抡婺Ｐ汀?/span>

? 電極工藝優(yōu)化：可用于評估不同粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑配方或電極壓實密度對電極行為的影響，為優(yōu)化電極制造工藝提供參考依據(jù)。電極上均勻和可復(fù)制的機(jī)械壓保證了測試結(jié)果的可比性。

? 基礎(chǔ)電化學(xué)研究：支持循環(huán)伏安、阻抗等多種電化學(xué)測試方法，用于基礎(chǔ)電化學(xué)現(xiàn)象的研究。PAT測試儀可以在各個階段測量全電池及半電池阻抗。

6 結(jié)語

EL-CELL的PAT測試儀通過模塊化設(shè)計、三電極測試能力和高精度測量等特點，為電池研究人員提供了靈活可靠的測試工具。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，這種專用的測試設(shè)備將繼續(xù)在電池材料研究和開發(fā)中發(fā)揮作用。

PAT系列測試單元采用的一次性使用概念，提高了測試效率，同時避免了交叉污染的可能性，為鋰離子電池研究提供了便利。