Rheo-Impedance ofrece una calidad de datos inigualable en mediciones reológicas y de impedancia eléctrica simultáneas para evaluar lodos de electrodos en condiciones relevantes para el proceso, lo que ayuda a garantizar un rendimiento exitoso de la batería.
El accesorio de Espectroscopia de Reoimpedancia (Rheo-Impedance Spectroscopy) del DHR logra una calidad de datos inigualable en mediciones tanto de impedancia dieléctrica como de reología. Los enfoques tradicionales para combinar reología-impedancia dieléctrica requieren un contacto eléctrico con la herramienta superior, ya sea cableado, contacto de resorte o electrolito líquido, lo que limita el rango de medición. El accesorio Rheo-IS coloca ambos electrodos en una placa inferior, al utilizar una geometría de placa paralela superior aislada como conductor, lo que elimina cualquier necesidad de contacto con la herramienta superior. Este diseño singular permite mediciones ilimitadas de reoimpedancia:
- mediciones simultáneas de impedancia y cizallamiento constante en condiciones relevantes para el proceso
- Libre de fricción: la ausencia de contactos de alambre o resorte permite un rango completo de sensibilidad de par de torsión del DHR, lo que permite una caracterización precisa de la viscosidad, el límite elástico, la viscoelasticidad y la recuperación de la estructura
- Mediciones de impedancia dieléctrica de hasta 8 MHz, sin las limitaciones y desafíos experimentales de un contacto de electrolito líquido
- Instalación en menos de 5 minutos: la placa Rheo-IS Quick Change se monta en la placa Peltier avanzada (Advanced Peltier Plate) para calibración, medición, señales y análisis de datos del
- medidor LCR de temperatura controlada integrados en el software TRIOS
| Accesorio de Espectroscopia de Reoimpedancia (Rheo-Impedance Spectroscopy Accessory) | ||
|---|---|---|
| Tecnología singular libre de fricción | Par de torsión de oscilación mínimo de 0.3 nN.m * | |
| Control de temperatura Peltier | -20 a 100 °C | |
| Placa de acero inoxidable de 40 mm (incluida) | Volumen de muestra < 2 ml | |
| Trampa de solvente personalizada (incluida) | Evita la evaporación durante la medición | |
| Integración de datos de LCR en el software TRIOS | Reactancia, resistencia, tangente de pérdida, impedancia, admitancia, capacitancia, conductividad, permitividad, susceptancia; gráfico de Nyquist, gráfico de Bode | |
| Medidores LCR compatibles | Frecuencia | Voltaje |
|---|---|---|
| HIOKI – IM3536 | 4 Hz a 8 MHz | 0.01 V a 5 V |
| Keysight – E4980AL | 20 Hz a 1 MHz | 0.001 V a 2 V |
| Keysight – E4980A | 20 Hz a 2 MHz | 0.005 V a 20 V |
*el par de torsión mínimo depende del modelo del instrumento
Formulación de lodo de cátodo
La espectroscopia de reoimpedancia ofrece información valiosa sobre la formulación del lodo de cátodo, al evaluar las repercusiones de cada ingrediente tanto en la reología como en la distribución de la red conductora. Un lodo de cátodo se preparó al mezclar primero negro de carbono y PVDF en NMP (Muestra A), y a continuación agregar NMC (Muestra B). En ambos pasos se realizaron mediciones de impedancia en el material, en un rango de velocidades de cizallamiento crecientes. En la Figura 1, la viscosidad de la Muestra A es significativamente mayor, a pesar de su bajo contenido de sólidos (8 %), en comparación con la Muestra B con NMC agregado (contenido de sólidos: 72 %). Las partículas de NMC ayudan a dispersar los aglomerados de negro de carbono en una red más uniforme, lo que resulta en viscosidad reducida, preferible para el recubrimiento. Las mediciones simultáneas de impedancia respaldan esta explicación. Un gráfico de Nyquist de la Muestra A (Figura 2) hace evidente el cambio significativo de su impedancia bajo velocidades de cizallamiento variables, lo que indica una red cambiante de aglomerados de negro de carbono. En contraste, la Muestra B (Figura 3) exhibe una impedancia constante a todas las velocidades de cizallamiento. La incorporación de NMC ayuda en la distribución del negro de carbono, lo que resulta en una red eléctricamente conductora más estable. Esta microestructura estable al cizallamiento es favorable para la producción, al asegurar que la red conductora se mantenga en el cátodo terminado.
- Characterization of LIB Cathode Slurries Using Simultaneous Measurements of Rheology and Impedance Spectroscopy
- Evaluating Battery Slurries with Simultaneous Rheological and Impedance Measurement
- Rheo-Impedance Measurements in Li-Ion Battery Research: Additive Effect of Carbon Nanotubes in LiFePO4 Cathode
- Descripción
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La Espectroscopia de Reoimpedancia ofrece información valiosa sobre la microestructura de fluidos complejos, como lodos de electrodos, emulsiones, pinturas, revestimientos y más, de baterías. El acoplamiento de la espectroscopia de impedancia dieléctrica con las mediciones de reología del DHR permite a los usuarios caracterizar los cambios inducidos por cizallamiento en las microestructuras de las muestras en condiciones relevantes para el proceso, como la mezcla, el almacenamiento y el recubrimiento. Las mediciones precisas simultáneas de viscosidad, límite elástico, viscoelasticidad y recuperación brindan nuevos conocimientos que conectan las propiedades del flujo con los cambios subyacentes en la microestructura. La espectroscopia de impedancia guía la formulación de lodo de electrodo de batería y el desarrollo del proceso. Las mediciones de impedancia iniciales realizadas sin cizallamiento aplicado indican la dispersión del material conductor en el lodo después de la mezcla. La impedancia y la deformación rotacional simultáneas miden directamente los cambios inducidos por el cizallamiento en la microestructura, lo que replica las condiciones del recubrimiento con lodo y permite mediciones de la recuperación dependiente del tiempo después del cizallamiento. Estos nuevos conocimientos verifican que la red eléctricamente conductora se mantenga en el electrodo terminado y asegure el desempeño exitoso de la batería.
- Tecnología
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El accesorio de Espectroscopia de Reoimpedancia (Rheo-Impedance Spectroscopy) del DHR logra una calidad de datos inigualable en mediciones tanto de impedancia dieléctrica como de reología. Los enfoques tradicionales para combinar reología-impedancia dieléctrica requieren un contacto eléctrico con la herramienta superior, ya sea cableado, contacto de resorte o electrolito líquido, lo que limita el rango de medición. El accesorio Rheo-IS coloca ambos electrodos en una placa inferior, al utilizar una geometría de placa paralela superior aislada como conductor, lo que elimina cualquier necesidad de contacto con la herramienta superior. Este diseño singular permite mediciones ilimitadas de reoimpedancia:
- mediciones simultáneas de impedancia y cizallamiento constante en condiciones relevantes para el proceso
- Libre de fricción: la ausencia de contactos de alambre o resorte permite un rango completo de sensibilidad de par de torsión del DHR, lo que permite una caracterización precisa de la viscosidad, el límite elástico, la viscoelasticidad y la recuperación de la estructura
- Mediciones de impedancia dieléctrica de hasta 8 MHz, sin las limitaciones y desafíos experimentales de un contacto de electrolito líquido
- Instalación en menos de 5 minutos: la placa Rheo-IS Quick Change se monta en la placa Peltier avanzada (Advanced Peltier Plate) para calibración, medición, señales y análisis de datos del
- medidor LCR de temperatura controlada integrados en el software TRIOS
- Especificaciones
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Accesorio de Espectroscopia de Reoimpedancia (Rheo-Impedance Spectroscopy Accessory) Tecnología singular libre de fricción Par de torsión de oscilación mínimo de 0.3 nN.m * Control de temperatura Peltier -20 a 100 °C Placa de acero inoxidable de 40 mm (incluida) Volumen de muestra < 2 ml Trampa de solvente personalizada (incluida) Evita la evaporación durante la medición Integración de datos de LCR en el software TRIOS Reactancia, resistencia, tangente de pérdida, impedancia, admitancia, capacitancia, conductividad, permitividad, susceptancia; gráfico de Nyquist, gráfico de Bode Medidores LCR compatibles Frecuencia Voltaje HIOKI – IM3536 4 Hz a 8 MHz 0.01 V a 5 V Keysight – E4980AL 20 Hz a 1 MHz 0.001 V a 2 V Keysight – E4980A 20 Hz a 2 MHz 0.005 V a 20 V *el par de torsión mínimo depende del modelo del instrumento
- Aplicaciones
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Formulación de lodo de cátodo
La espectroscopia de reoimpedancia ofrece información valiosa sobre la formulación del lodo de cátodo, al evaluar las repercusiones de cada ingrediente tanto en la reología como en la distribución de la red conductora. Un lodo de cátodo se preparó al mezclar primero negro de carbono y PVDF en NMP (Muestra A), y a continuación agregar NMC (Muestra B). En ambos pasos se realizaron mediciones de impedancia en el material, en un rango de velocidades de cizallamiento crecientes. En la Figura 1, la viscosidad de la Muestra A es significativamente mayor, a pesar de su bajo contenido de sólidos (8 %), en comparación con la Muestra B con NMC agregado (contenido de sólidos: 72 %). Las partículas de NMC ayudan a dispersar los aglomerados de negro de carbono en una red más uniforme, lo que resulta en viscosidad reducida, preferible para el recubrimiento. Las mediciones simultáneas de impedancia respaldan esta explicación. Un gráfico de Nyquist de la Muestra A (Figura 2) hace evidente el cambio significativo de su impedancia bajo velocidades de cizallamiento variables, lo que indica una red cambiante de aglomerados de negro de carbono. En contraste, la Muestra B (Figura 3) exhibe una impedancia constante a todas las velocidades de cizallamiento. La incorporación de NMC ayuda en la distribución del negro de carbono, lo que resulta en una red eléctricamente conductora más estable. Esta microestructura estable al cizallamiento es favorable para la producción, al asegurar que la red conductora se mantenga en el cátodo terminado.
- Recursos
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- Characterization of LIB Cathode Slurries Using Simultaneous Measurements of Rheology and Impedance Spectroscopy
- Evaluating Battery Slurries with Simultaneous Rheological and Impedance Measurement
- Rheo-Impedance Measurements in Li-Ion Battery Research: Additive Effect of Carbon Nanotubes in LiFePO4 Cathode
Galería de fotos de espectroscopia de reoimpedancia
