Celltillverkning och testning av batterimaterial

RISE batterilabb tillhandahåller omfattande funktioner för cellsammansättning och prototypframställning i labbskala med liknande metoder som används inom industrin. Labbet tillhör ett större FoU-kluster med tillgång till bred expertis inom material och elektrokemi för utvärdering av batterimaterial och komponenter i knapp och pouch-celler.

Vi använder kommersiella metoder för att jämföra nyutvecklade material med konventionella batterikomponenter. Här finns möjlighet att utvärdera hela processen, från homogenitet och fördelning av partiklar i slurryn, till karakterisering av elektrodstruktur och vidhäftning till folien. Specifik kapacitet, spänningsstabilitet, livslängd och impedans för cellerna utvärderas med elektrokemisk testning.

Batterilaboratoriet är en del av ett kluster som används för FoU-ändamål inom batterivärdekedjan. I klustret ingår infrastruktur för syntes av aktiva material och avancerad karaktäriseringsutrustning som används för yt- och elementanalys.

Välkommen att läsa mer under rubrikerna nedan:

Prototypframställning i laboratorieskala

RISE Batterilab har faciliteter för att i liten skala producera batterier med liknande metoder som används inom industrin.

Våra team består av material-, yt- och elektrokemister samt ingenjörer med gedigen erfarenhet av alla delar av tillverkningsprocessen för battericeller. Kommersiellt accepterade metoder används vid celltillverkningen för att mäta prestanda på nyutvecklade material och jämföra med kommersiella komponenter.

Här finns möjlighet att utvärdera hela processen, från homogenitet och fördelning av partiklar i slurryn, till karakterisering av elektrodstruktur och vidhäftning till folien.

Nya batterimaterial som elektrolyter, bindemedel och andra komponenter kan utvärderas i två olika uppskalningsnivåer: knappceller och pouch-celler (0,3-1 Ah).

Första steget i processen är mixning av batterislurry. Här finns tillgång till planetär mixutrustning från några ml upp till 5 liter. Det finns också tillgång till alternativa metoder som används för en mer energieffektiv mixning. Karakterisering görs som standard med reologi- och partikelfördelningsmätningar.

Nästa steg är bestrykning av folien och det görs till önskad tjocklek med en ”sheet coater”, varefter folien torkas. Vidhäftningen till underlaget kan mätas i ett ”peel test”. Avancerad analysutrustning finns att tillgå för struktur och elementanalys.

En första utvärdering görs på knappcellsnivå. För bättre reproducerbarhet görs pouch-celler med högre kapacitet för att undersöka elektrodmassabelastning, elektrodensitet, porositet och andra celltekniska parametrar.

Elektrokemisk karakterisering

RISE har utrustning för karakterisering av battericeller med flera battericyklare som täcker strömområden upp till 60 A. Vi kan utföra alla typer av prestandamätningar såsom specifik kapacitet, spänningsfönster, maximal laddnings- och urladdningsström, långtids cykling, ”state-of-health”, specifik energi och impedans.

Vi har också en precisionspotentiostat för avancerad cellutvärdering i tre-elektrodkonfiguration (Swagelok), in operando-analys såsom Ramanspektroskopi och elektrokemisk impedansspektroskopi. Det finns även kammare för att utföra de elektrokemiska testerna vid olika förhållanden för temperatur.