Applikationen

Die Raman-Spektroskopie ist aufgrund ihrer Selektivität, Geschwindigkeit und Fähigkeit zur zerstörungsfreien Messung von Proben ein wertvolles Werkzeug zur Charakterisierung von Kohlenstoffnanomaterialien. Kohlenstoffmaterialien weisen typischerweise einfache Raman-Spektren auf, enthalten jedoch eine Fülle von Informationen über interne mikrokristalline Strukturen in Bezug auf Peakposition, Form und relative Intensität.

Lithium-Ionen-Batterien müssen komplett wasserfrei sein (Konzentration von H2O < 20 mg/kg), weil Wasser mit dem Leitsalz, z. B. LiPF6, reagiert, um Fluorwasserstoffsäure zu bilden.Der Wassergehalt verschiedener für Lithium-Ionen-Batterien verwendeter Materialien kann zuverlässig und präzise mittels coulometrischer Karl-Fischer-Titration bestimmt werden. In diesem Application Bulletin wird die Bestimmung für die folgenden Materialien beschrieben:Rohmaterialien für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien (z. B. Lösungsmittel für Elektrolyte, Russ/Graphit); Elektrodenbeschichtungsprodukte (Slurry) für die Anoden- und Kathodenbeschichtung; Die beschichteten Anoden- und Kathodenfolien sowie die Trennfolie und die Materialkombination; Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien;

Eine Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMH) ist eine aufladbare Batterie, ähnlich einer Nickel-Cadmium-Batterie (NiCd), allerdings nicht mit Cadmium als Anode, sondern mit einer Wasserstoff absorbierenden Legierung. Nickel ist dabei wie in NiCd-Batterien die Kathode. Der Spannungsausgang solcher Packs ist direkt proportional zur Anzahl der einzelnen Zellen im Pack. In einigen Fällen kann die Gesamtspannung das Maximum von 10 V übersteigen, was durch den Autolab Potentiostaten/Galvanostaten messbar ist. Um Spannungen von mehr als 10 V anlegen und messen zu können, haben wir einen Spannungsvervielfacher entwickelt, der den Spannungsbereich von Autolab vergrössert.

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) sind die wichtigsten Energiespeicher auf dem Markt. Eine typische Lithium-Ionen-Batterie besteht normalerweise aus einer oder mehreren Zellen. Charakteristisch für Li-Ion-Zellen und -Batterien sind die galvanostatische Auf- und Entladung während verschiedener Zyklen.

Diese Application Note beschreibt GITT, eine Schlüsseltechnik für die Untersuchung der Kinetik von Li-Ionen-Batterien, OCV und Diffusion, unter Verwendung von INTELLO für eine optimierte Steuerung und Analyse.

Während des Auf- und Entladens einer Li-Ion-Batterie wandern die Lithiumionen mittels Elektrolyt von einer Elektrode zur anderen. Hierbei ist es enorm wichtig, den chemischen Diffusionskoeffizienten des Elektrodenmaterials zu kennen. Die potentiostatische intermittierende Titrationstechnik (PITT) ist eines der am häufigsten eingesetzten Verfahren, um Erkenntnisse über den Diffusionskoeffizienten des Materials der aktiven Elektrode zu erhalten.

Die Hautbestandteile einer Batterie sind die positiven und negativen Elektroden sowie der Elektrolyt, der nur für die Ionenleitfähigkeit sorgt. Die gebräuchlichsten Elektrolyte liegen in flüssiger Form vor. Aus diesem Grund wird ein Separator benötigt, der die Elektroden physisch trennt. Der Separator wird mit Elektrolyt getränkt. Die MacMullin-Zahl ist ein Parameter, der zur Bestimmung der Qualität eines elektrolytgetränkten Separators im Hinblick auf die Ionenleitfähigkeit verwendet wird. Die MacMullin-Zahl kann unter Verwendung der Resultate des Datenabgleichs von zwei EIS-Versuchen und der geometrischen Faktoren der Messzellen berechnet werden. In dieser Application Note wird ein handelsüblicher Elektrolyt zusammen mit einem als Separator verwendeten porösen Filter eingesetzt.

Die Messzellen TSC SW closed und TSC Battery sind Kompaktsysteme, die für die Messung von luft- oder feuchtigkeitsempfindlichen Materialien, welche z. B. in Akkus zum Einsatz kommen, entwickelt wurden. Diese Zellen bieten eine gut kontrollierte Umgebung für die temperaturgeregelte Messung fester und gelartiger Materialien, die in einer planaren Geometrie mit Metallelektroden in Kontakt stehen. Mit diesen Zellen können beispielsweise Aktivmaterialien von Batterien, ionisch leitende Festkörperelektrolyte und Batterieseparatoren getestet werden. In diesem Versuch werden in beiden Zellen Standardwiderstände von 100 Ω verwendet, um ggf. vorhandene Auswirkungen der Zellen auf die Messungen nachvollziehen zu können.

Der Knopfzellenhalter wird eingeführt. EIS-Messungen an einer handelsüblichen Knopfzellenbatterie werden durchgeführt. Unterschiede in der Impedanz zwischen der Konfiguration mit vier Anschlüssen und der Konfiguration mit zwei Anschlüssen werden hervorgehoben, was die Bedeutung einer direkten Konfiguration mit vier Anschlüssen belegt, wenn DUTs mit niedriger Impedanz untersucht werden.

In dieser Application Note zeigen wir, wie mittels galvanostatischer Pulspolarisation der binäre Diffusionskoeffizient eines handelsüblichen binären Flüssigelektrolyten einer Lithium-Ionen-Batterie bestimmt werden kann.

In dieser Application Note werden die experimentellen Details und ein Überblick über die wichtigsten Ergebnisse des EIS- und CV-Experiments vorgestellt, mit dem die Struktur der modellierten Phasengrenzfläche eines Festelektrolyts untersucht werden soll, die sich an einer ebenen Glassy-Carbon-Elektrode in Kontakt mit einem typischen organischen Batterieelektrolyt bildet.

Diese Application Note veranschaulicht, wie die Through-Plane-Tortuosität τ des Kathodenmaterials einer handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterie mit bekannter Porosität und Schichtdicke auf Basis der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) bestimmt werden kann.

Diese Application Note veranschaulicht, wie die Lithiumionen-Überführungszahl eines handelsüblichen binären Flüssigelektrolyten einer Lithium-Ionen-Batterie auf Basis der elektrochemischen Impedanzspektroskopie im sehr niedrigen Frequenzbereich (VLF-EIS) bestimmt werden kann.

In der Batterieforschung ist die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ein notwendiges Werkzeug für die Untersuchung der Prozesse, die an den Elektroden auftreten. Mit einer üblichen Drei-Elektroden-Batterie kann EIS nacheinander zuerst an einer Elektrode und dann an der anderen Elektrode durchgeführt werden.

In dieser Application Note wird erläutert, wie Forscher durch Zyklustests von Batterien mit INTELLO die zugrunde liegende Chemie und potenzielle Fehlermechanismen ermitteln können.

In dieser Application Note werden die differentielle Kapazitätsanalyse (DCA) und ihre Auswirkungen auf die Verbesserung der Batterieleistung erörtert, wobei der Schwerpunkt auf der Verwendung der INTELLO-Plattform liegt.

Diese Anwendung zeigt, wie EIS in Kombination mit INTELLO und NOVA Änderungen des internen Batteriewiderstands über alle SOC-Ebenen hinweg verfolgt, um Leistung und Alterungsmechanismen zu untersuchen.

Bestimmung von Nickel, Zink, Kobalt, Eisen (II) und Mangan in Lithiumbromid mittels Kationenchromatographie und UV/VIS-Detektion (520 nm) nach Nachsäulenderivatisierung mit PAR.

Durch die steigende Nachfrage nach Lithiumhydroxid gewinnt die Erschliessung und Verarbeitung von Lithiumerzen zunehmend an Bedeutung. Lithiumhydroxid ist eine wichtige Komponente bei der Herstellung von Akkus für die unterschiedlichsten Anwendungen, einschliesslich Elektrofahrzeugen, Heimspeichern, Elektrowerkzeugen und Unterhaltungselektronik. Zur Gewährleistung der Effizienz bei der fortschrittlichen Verarbeitung von hochreinem Lithiumhydroxid wird eine schnelle und zuverlässige quantitative Detektionsmethode benötigt. Diese Applikation wurde zur Überwachung des Lithium-, Natrium- und Calciumgehalts von Proben aus der Lithiumverarbeitung und Mineralkonzentraten entwickelt.

Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) wird als Elektrolyt in wiederaufladbaren Batterien verwendet. Insbesondere die hohe Löslichkeit in nicht polaren Lösungsmitteln und der nicht-koordinative Charakter machen das Lithiumhexafluorophosphat zum idealen Salz für den Einsatz in Lithium-Ionen-Zellen. Diese Applikation beschreibt die Bestimmung von Kationenspuren in LiPF6 mithilfe der Leifähigkeitsdetektion nach sequentieller Suppression.

Um die Leistung elektrochemischer Energiespeichergeräte wie Batterien oder Superkondensatoren zu steigern, kann die Erhöhung der Ionenleitfähigkeit (ƠDC) des Elektrolyts in den Vordergrund gerückt werden. Das ist eine gebräuchliche Methode, um ƠDC-Werte unterschiedlicher Elektrolytsysteme zu erhalten und Experimente anhand der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) bei unterschiedlichen Temperaturen in einem Aufbau mit zwei Elektroden durchzuführen.

In dieser Application Note wird mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) eine auf zwei verschiedene Weisen angeschlossene handelsübliche Batterie getestet. Für die erste EIS-Messung wird die Batterie an eine Zweileiter-Messanordnung angeschlossen. Für die zweite EIS-Messung wird die Batterie an eine Vierleiter-Messanordnung (Kelvin-Messung) angeschlossen. Die unterschiedliche Anschlussweise der Leiter ergibt unterschiedliche Messwerte für die Batterieimpedanz.

Die Messzellen TSC SW Closed und TSC Battery sind Kompaktsysteme, die für Messungen von luft- oder feuchtigkeitsempfindlichen Materialien entwickelt wurden, wie sie z. B. in Batterien zum Einsatz kommen. In diesem Dokument werden zwei Prüfverfahren erläutert. Für das erste Verfahren wird die potentiostatische Cyclovoltammetrie (CV) verwendet, während das zweite Verfahren auf die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) zurückgreift.

Die Leistung niederohmiger Geräte wie Brennstoffzellen und Batterien wird dadurch beeinflusst, wie sie an einen Verbraucher angeschlossen sind. Dieses Dokument enthält einen Vergleich der Ergebnisse von EIS-Messungen an einer handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterie. Es wurden verschiedene EIS-Messungen durchgeführt, bei denen die Batterie auf unterschiedliche Weise an den Potentiostat angeschlossen war.

Zur Berechnung der Leitfähigkeit eines Elektrolyts muss die Zellkonstante der Zelle bekannt sein. Für die Bestimmung der Zellkonstante der temperaturgeregelten elektrochemischen Messzelle TSC1600 wurde der mit dem FRA32M-Modul bestückte Metrohm Autolab PGSTAT204 in Verbindung mit dem Autolab Microcell HC-System eingesetzt.

This application note demonstrates EQCM D for simultaneous mass and dissipation analysis of Ni(OH)₂ electrodeposition.

Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine effektive Methode zur Charakterisierung elektrochemischer Systeme. In den letzten Jahren hat die EIS breite Anwendung auf dem Gebiet der Materialcharakterisierung gefunden. Sie kommt routinemäßig bei der Charakterisierung von Beschichtungen, Batterien, Brennstoffzellen und Korrosionserscheinungen zum Einsatz. In dieser Application Note werden die Grundsätze einer EIS-Messung dargelegt.

Hier werden die gebräuchlichsten Schaltungselemente für EIS vorgestellt, die in unterschiedlichen Konfigurationen zusammengesetzt werden können, um äquivalente Schaltkreise für die Datenanalyse zu erhalten.

Lithium ist ein weiches Alkalimetall, das typischerweise aus Salzseelaugen gewonnen wird. Lithium wird für viele Anwendungen verwendet, insbesondere aber für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektroautos, Mobiltelefonen und mehr. Diese Prozess Application Note zeigt eine Methode zur Überwachung von Lithium sowie anderen Kationen in Salzlaugen durch Online-Prozess-Ionenchromatographie (IC), eine analytische Multiparametertechnik, mit der ionische Analyten in einem breiten Konzentrationsbereich gemessen werden können.

Für Elektrodenoberflächen sind Materialien aus Kohlenstoff eine bemerkenswerte Wahl. Sie sind nicht nur kostengünstig und chemisch inert, sondern haben auch einen niedrigen Grundstrom und einen grossen Spannungsbereich. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften neuer Kohlenstoff-Nanomaterialien hängen hauptsächlich von ihrer Struktur ab. Daher ist ihre Charakterisierung für die Auswahl des richtigen Materials für verschiedene Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Die Raman-Spektroskopie ist für diesen Zweck eine sehr attraktive Technik, mit der sich mühelos Informationen über die Bindungsstruktur von Kohlenstoffmaterialien unterscheiden lassen. und damit über ihre möglichen Eigenschaften. DropSens Dickfilmelektroden (SPEs) sind kostengünstige Einwegartikel, die mit Arbeitselektroden aus mehreren Kohlenstoffmaterialien erhältlich sind. In dieser Application Note wird beschrieben, wie ihre Eigenschaften mithilfe der Raman-Spektroskopie untersucht werden können.

Diese Application Note vergleicht SPELEC RAMAN und ein Standard-Raman-Gerät durch die Analyse ihrer Leistung bei der Messung einwandiger Kohlenstoff-Nanoröhren (SWCNT).

Die elektrochemische Raman-Spektroskopie (EC-Raman) verbessert das Verständnis von Energiespeichergeräten durch die Verfolgung physikalisch-chemischer Veränderungen. In dieser Notiz werden EC-Raman-Ergebnisse bei Lade- und Entladesimulationen von Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) detailliert beschrieben.

Die Qualität des Elektrolyts von Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) ist aus Gründen der Leistung, Stabilität und Sicherheit von entscheidender Bedeutung. Die Ionenchromatographie ist eine genaue Methode zur Elektrolytanalyse.

Lithium ist ein weiches Metall, das für viele Anwendungen verwendet wird, beispielsweise zur Herstellung von Hochtemperaturschmierstoffen oder hitzebeständigem Glas. Darüber hinaus wird Lithium in großen Mengen in der Batterieproduktion eingesetzt. Es wird aus Solen und hochwertigen Lithiumerzen gewonnen. Abhängig von der Lithiumkonzentration kann die Extraktion wirtschaftlich sinnvoll sein oder auch nicht. Diese Anwendungsnotiz zeigt eine Methode zur Bestimmung der Lithiumkonzentration in Solen durch potentiometrische Titration. Lithium und Fluorid fallen in Ethanol als unlösliches Lithiumfluorid aus. Mit Ammoniumfluorid als Titriermittel und einer ionenselektiven Fluoridelektrode (ISE) ist eine Bestimmung mittels potentiometrischer Titration möglich. Diese Methode ist zuverlässiger, schneller und kostengünstiger als die Bestimmung von Lithium in Salzlake mit anderen anspruchsvolleren Techniken wie der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS).

Lithiumsalze (z. B. Lithiumcarbonat und Lithiumhydroxid) werden in unzähligen Anwendungen eingesetzt. Lithiumhydroxid wird zur Herstellung von Lithiumstearat verwendet, einem wichtigen Motorschmiermittel. Darüber hinaus wird es aufgrund seiner Fähigkeit, Kohlendioxid zu binden, als Luftreiniger eingesetzt. Während der Großteil des Lithiumcarbonats für die Aluminiumproduktion verwendet wird, wird es auch für die Glas- und Keramikindustrie verwendet. Es senkt den Schmelzpunkt dieser Materialien, wodurch die damit verbundenen Stromkosten sinken und ihre Herstellung günstiger wird. Für alle diese Anwendungen ist es wichtig, die Qualität der reinen Lithiumsalze zu kennen, die in den verschiedenen Produktionsprozessen verwendet werden. Diese Application Note stellt eine einfache Methode zur Bestimmung von Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat auf einem automatisierten OMNIS-System vor.

Lithiumnitrat ist ein Oxidationsmittel, das bei der Herstellung roter Feuerwerkskörper und Fackeln verwendet wird. Darüber hinaus nimmt die Lithiumnitrat-Trihydrat-Verbindung Wärme gut auf und kann zur thermischen Energiespeicherung genutzt werden. Da es sich bei Lithiumnitrat um eine hygroskopische Substanz handelt, muss vor der Verwendung für die Synthese oder andere Anwendungen zunächst seine Reinheit überprüft werden. Die Reinheitsbestimmung erfolgt durch eine vollautomatische Fällungstitration zwischen Lithium und Fluorid in einer ethanolischen Lösung. Der Vorteil der Titration besteht darin, dass das Lithiumnitrat nach dem Auflösen in Ethanol nicht verdünnt werden muss, wie bei anderen Techniken wie ICP-MS.

Der Markt für Lithium-Ionen-Batterien wächst aufgrund der enormen Nachfrage nach batteriebetriebenen Verbraucherprodukten kontinuierlich. Sogenannte „NCMs“, eine Mischung aus Nickel-, Kobalt- und Manganoxiden, erfreuen sich als Kathodenmaterialien zunehmender Beliebtheit und ersetzen herkömmliche Verbindungen wie Kobaltoxide. Eine Qualitätsanalyse der nachgesinterten Materialien oder recycelten Batterien kann durch Titration durchgeführt werden. wie in diesem Anwendungshinweis gezeigt. Mit OMNIS und seinen Pipettiergeräten kann eine vollautomatische Analyse der entsprechenden Metalle durchgeführt werden.

Die Boehm-Titration ist eine quantitative Analyse funktioneller Gruppen auf der Oberfläche von Kohlenstoffmaterialien basierend auf ihren Reaktionen mit basischen Lösungen von NaHCO3 (pKa = 6,4), Na2CO3 (pKa = 10,3) und NaOH (pKa = 15,7). Hierbei handelt es sich um eine kostengünstige Methode, die mit hoher Präzision absolute Werte der zugänglichen, hauptsächlich sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen auf der Oberfläche liefert. Ursprünglich wurde die Boehm-Titration für Kohlenstoffmaterialien wie Leitruß (CCB), Aktivkohle, porösen Kohlenstoff und Graphit entwickelt. Auch moderne kohlenstoffbasierte Materialien wie Graphen, Graphenoxid (GO) oder Kohlenstoffnanoröhren können auf diese Weise analysiert werden.

Der pH-Wert in Ruß, einem wesentlichen Zusatzstoff in modernen Lithium-Ionen-Batterien, wird in dieser Application Note mithilfe des pH-Meters 913, ausgestattet mit einem Unitrode easyClean, gemäß ASTM D1512 sowie ISO 787-9 und GB genau und zuverlässig analysiert /T 1717-1986.

Lithium-Eisenphosphat-Batterien bieten dem Anwender Sicherheit und Langlebigkeit. Die polarographische Speziation ermittelt Fe(II) und Fe(III) im Kathodenmaterial und ist für verschiedene Tests nützlich.

Die Kommerzialisierung der Lithium-Ionen-Akkus im Jahr 1991 war der Höhepunkt eingehender Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die Wissenschaftler und Ingenieure auf der ganzen Welt in den letzten Jahrzehnten geleistet hatten. Noch heute wird die Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Akkus und alternativen Akkus fortgesetzt. Da umweltfreundliche Technologien immer schneller an Bedeutung gewinnen, sind konkretere und präzisere Bemühungen im Bereich Forschung und Entwicklung erforderlich, um die steigende Nachfrage nach Energiespeichersystemen, insbesondere von der Automobilindustrie, zu decken. In diesem White Paper werden die Grundlagen der Lithium-Ionen-Akku-Technologie vorgestellt und der Leser durch die massgeblichen Verfahren und Fachausdrücke der Forschung zu Lithium-Ionen-Akkus geführt.

Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind die gängigsten wiederaufladbaren Optionen, die heute verfügbar sind. Die Produktion von LIBs muss strengen Qualitätsstandards entsprechen.

Mit Hydranal™ NEXTGEN FA-Reagenzien kann der Wassergehalt in Ketonen schnell und zuverlässig bestimmt werden. Im Vergleich zu anderen auf dem Markt erhältlichen KF-Reagenzien für Ketone werden die Nebenreaktionen messbar besser unterdrückt.

OMNIS Client/Server steigert die Unternehmensleistung durch skalierbares Servermanagement und senkt die Kosten durch die Reduzierung von Hardware, Energieverbrauch und Wartung an verschiedenen Standorten.