Elektrochemische Messlösungen

Der IM3590 Chemical Impedance Analyzer wurde für präzise Messungen von elektrochemischen Komponenten und Materialien wie Batterien und Doppelschichtkondensatoren (EDLCs) entwickelt.

Messsystem zur präzisen Ermittlung des Volumenwiderstands der Elektrodenbeschichtung sowie des Übergangswiderstands zwischen Beschichtung und Aluminium- oder KupferAbleiterfolie von Lithium-Ionen-Batterien in einem einzigen Messschritt

Technische EckdatenBewertung von Slurry-Leitfähigkeit und -Dispersion (DCR, R-ratio, Uniformity) Automatische Ersatzschaltbild-Analyse Für wasser- und NMP-basierte SlurriesImpedanzdaten von 4 Hz bis 8 MHz Besondere VorteileKombiniert frequenzabhängige EIS-Messung mit automatischer ErsatzschaltbildAnalyse zur quantitativen Bewertung von Slurries Liefert drei proprietäre Kennwerte (DCR, R-ratio und Uniformity) für die reproduzierbare Beurteilung von Leitfähigkeit und Dispersion Typische AnwendungenOptimierung von Slurry-Herstellungsparametern (z. B. Mischzeit, Anteil leitfähiger Additive, Verhältnis von Dispergiermitteln) in Forschung und Produktion Materialforschung und -bewertung auf Basis elektrischer Dispersions- und Leitfähigkeitskennwerte Qualitätssicherung und Leistungsbewertung von Lithium-Ionen-Batterie-Slurries in Produktionsumgebungen  Detaillierte ProduktübersichtDas SA2634-KIT Slurry-Analysesystem dient der quantitativen Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Slurries, die bei der Herstellung von Lithium-IonenBatterieelektroden eingesetzt werden. Das System kombiniert Messhardware und Analysesoftware zu einer integrierten Plattform, mit der sich Leitfähigkeit, Partikelverteilung und Dispersionsqualität präzise erfassen und bewerten lassen. Grundlage bildet die elektrochemische Impedanzspektroskopie, mit der das frequenzabhängige Verhalten der Suspension im Bereich von 4 Hz bis 8 MHz gemessen und anschließend über ein Ersatzschaltbild modelliert wird. Messprinzip und Auswertung Das System erfasst das Impedanzspektrum der Slurry-Probe und stellt die Messergebnisse in Form eines Nyquist-Diagramms dar. Auf Basis eines Ersatzschaltbilds, das das elektrische Verhalten der Materialprobe beschreibt, werden daraus drei Kennwerte abgeleitet, die eine quantitative Beurteilung der Leitfähigkeit und der Dispersion ermöglichen. DCR beschreibt den Gesamtwiderstand des leitfähigen Netzwerks, R-ratio den relativen Anteil der leitfähigen Additive innerhalb dieses Netzwerks, und Uniformity charakterisiert die Gleichmäßigkeit der Verteilung. Diese Parameter liefern eine objektive Grundlage, um die Homogenität und Konnektivität der leitfähigen Bestandteile in der Suspension zu bewerten und deren Einfluss auf die Elektrodenleistung zu quantifizieren. Die Kennwerte liefern damit eine quantitative Grundlage, um die Verteilung und Vernetzung leitfähiger Additive innerhalb der Slurry zu bewerten. Auf dieser Basis lassen sich das Verhältnis zwischen Aktivmaterial und leitfähigem Zusatz gezielt optimieren sowie Zusammenhänge zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und der späteren Elektrodenperformance herstellen. Messablauf und praktische Anwendung Für eine Messung wird rund 1 ml Slurry in einen Einweg-Probenbehälter eingefüllt. Je nach verwendeter Slurry-Art kommt dabei entweder der SA9001 für N-Methyl-2-Pyrrolidonbasierte Materialien oder der SA9001-01 für wasserbasierte Systeme zum Einsatz. Anschließend wird der gefüllte Behälter in die SA9002-Prüfvorrichtung eingesetzt, die eigens für dieses Messsystem entwickelt wurde und eine präzise, reproduzierbare Verbindung zum IM3536 LCR Meter herstellt. Nach dem Einspannen erfolgt die Impedanzmessung über den vorgegebenen Frequenzbereich. Ein einzelner Messvorgang dauert etwa eine Minute und ist damit kurz genug, um Veränderungen des Probenzustands während der Messung zu vermeiden. Die SA2634-Software steuert sowohl die Datenerfassung als auch die anschließende Auswertung. Sie passt das Ersatzschaltbild automatisch an und kann bis zu 1 000 Datensätze gleichzeitig verarbeiten, was den Vergleich mehrerer Proben deutlich vereinfacht. Langfristig aufgezeichnete Messergebnisse dienen als Referenzwerte für Prozesskontrolle und Qualitätssicherung und tragen dazu bei, die Übereinstimmung zwischen Forschung und Produktion zu gewährleisten. Auf diese Weise entsteht eine standardisierte, quantitative Grundlage für die Entwicklung von Rezepturen, die Optimierung von Prozessen und die Bewertung der Qualität von Lithium-Ionen-Batterie-Slurries.

Detaillierte ProduktübersichtDie SA9001-Probenbehälter werden zusammen mit der Prüfvorrichtung SA9002 als Teil des SA2634-KIT Slurry-Analyse-Systems von HIOKI verwendet. Jede Verpackungseinheit enthält 50 Probenbehälter (auch als Electrode Cells bezeichnet) zur Impedanzmessung NMP-basierter Lithium-Ionen-Batterie-Slurries. Die nickelbeschichteten Elektrodenflächen garantieren eine dauerhafte, niederohmige Kontaktierung, die speziell für Impedanzanalysen NMP-basierter Slurries optimiert ist. NMP-basierte Slurries werden überwiegend bei der Entwicklung und Herstellung von Kathodenmaterialien wie Nickel-Kobalt-Mangan (NCM) oder Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) eingesetzt. Die Leistungsfähigkeit dieser Elektroden hängt maßgeblich von der homogenen Verteilung leitfähiger Additive in der Slurry ab. Da NMP Bindemittel effektiv löst, ermöglicht es eine gleichmäßige Dispersion und Beschichtung – die Impedanzanalyse wird so zu einem zentralen Werkzeug für die Prozessoptimierung. Jeder Behälter fasst etwa 1 ml Slurry und ist für den Einmalgebrauch vorgesehen, um Kreuzkontaminationen zwischen den Messungen zu vermeiden. In die Prüfvorrichtung SA9002 eingespannt, definiert der Probenbehälter die Elektrodengeometrie und sorgt für konstante Kontaktbedingungen, die eine präzise Erfassung des Impedanzspektrums ermöglichen. Obwohl Teil des SA2634-KIT Slurry-Analyse-Systems, können die SA9001-Probenbehälter auch separat erworben oder eigenständig mit anderen LCR-Messgeräten und Impedanzanalysatoren von HIOKI in Kombination mit der SA9002-Prüfvorrichtung verwendet werden. Die Probenbehälter sind für Slurry-Materialien optimiert; die Verwendung mit anderen pastösen oder leitfähigen Substanzen kann zu abweichenden Kontaktbedingungen führen und ist nicht durch die HIOKI-Spezifikationen abgedeckt.

Detaillierte ProduktübersichtDie SA9001-01-Probenbehälter werden zusammen mit der Prüfvorrichtung SA9002 als Teil des SA2634-KIT Slurry-Analyse-Systems von HIOKI verwendet. Jede Verpackungseinheit enthält 50 Probenbehälter (auch als Electrode Cells bezeichnet) zur Impedanzmessung wasserbasierter Lithium-Ionen-Batterie-Slurries. Die goldbeschichteten Elektrodenflächen bieten eine korrosionsbeständige, niederohmige Kontaktierung, die speziell für Impedanzanalysen wasserbasierter Proben ausgelegt ist. Wasserbasierte Slurries kommen überwiegend bei der Entwicklung und Herstellung von Anodenmaterialien wie Graphit oder Silizium-Kompositen zum Einsatz. Da diese Systeme Wasser anstelle von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) als Lösungsmittel verwenden, sind sie umweltfreundlicher, erfordern aber gleichzeitig Elektroden, die auch bei Kontakt mit Feuchtigkeit stabile elektrische Eigenschaften gewährleisten. Die Goldbeschichtung verhindert Oxidation und stellt stabile Kontaktbedingungen während der Messung wasserbasierter Proben sicher. Jeder Behälter fasst etwa 1 ml Slurry und ist für den Einmalgebrauch vorgesehen, um Kreuzkontaminationen zwischen den Messungen zu vermeiden. In die Prüfvorrichtung SA9002 eingespannt, definiert der Probenbehälter die Elektrodengeometrie und sorgt für konstante Kontaktbedingungen, die eine präzise Erfassung des Impedanzspektrums ermöglichen.Obwohl Teil des SA2634-KIT Slurry-Analyse-Systems, können die SA9001-01- Probenbehälter auch separat erworben oder eigenständig mit anderen LCR-Messgeräten und Impedanzanalysatoren von HIOKI in Kombination mit der SA9002-Prüfvorrichtung verwendet werden. Die Probenbehälter sind für Slurry-Materialien optimiert; die Verwendung mit anderen pastösen oder leitfähigen Substanzen kann zu abweichenden Kontaktbedingungen führen und ist nicht durch die HIOKI-Spezifikationen abgedeckt.

Detaillierte ProduktübersichtDie SA9002-Prüfvorrichtung ist ein zentraler Bestandteil des SA2634-KIT Slurry-AnalyseSystems von HIOKI. Sie wird über vier BNC-Buchsen mit dem IM3536 LCR Meter verbunden und ermöglicht das sichere Einspannen der austauschbaren Probenbehälter (SA9001 oder SA9001-01) mit der eingefüllten Slurry-Probe. Obwohl sie Teil des SA2634-KIT-Systems ist, kann die SA9002 auch separat als Ersatzteil erworben werden. Sie lässt sich außerdem eigenständig mit anderen LCR-Messgeräten von HIOKI verwenden, etwa mit dem IM3570 Impedanz-Analysator oder dem IM3590 Chemical Impedance Analyzer, jeweils in Kombination mit den Probenbehältern. So lassen sich auch kundenspezifische Messaufbauten realisieren, die auf individuelle Prüfanforderungen abgestimmt sind.Die SA9002 und die zugehörigen Probenbehälter sind für die Vermessung von SlurryMaterialien optimiert. Die nickel- bzw. goldbeschichteten Elektrodenflächen der Behälter gewährleisten stabilen Kontakt und reproduzierbare Impedanzergebnisse unter definierten Messbedingungen. Bei Verwendung mit anderen Pasten oder leitfähigen Materialien können abweichende Kontaktcharakteristiken auftreten; diese Anwendungen sind nicht durch die HIOKI-Spezifikationen abgedeckt.