Applications

Raman spectroscopy is a valuable tool for the characterization of carbon nanomaterials due to its selectivity, speed, and ability to measure samples nondestructively. Carbon materials typically have simple Raman spectra, but they contain a wealth of information about internal microcrystalline structures in peak position, shape, and relative intensity.

Les piles lithium-ion doivent être totalement exemptes d'eau (teneur en H2O < 20 mg/kg), car l'eau réagit avec le sel conducteur, le LiPF6 par ex., pour former de l'acide fluorhydrique.La teneur en eau de plusieurs matériaux utilisés dans les piles lithium-ion peut être déterminée de manière fiable et précise par titrage coulométrique Karl-Fischer. Cette Application Note décrit la détermination des matériaux suivants :les matières premières pour la fabrication de piles lithium-ion (par ex., les solvants pour électrolytes, le noir de carbone ou le graphite); les préparations de revêtement d'électrode (suspension) pour anode et cathode; les feuilles d’anode et de cathode ainsi que dans la feuille de séparation et le matériau combiné; les électrolytes pour piles lithium-ion;

Une batterie au nickel-métal-hydrure (NiMH) est une pile rechargeable comme la pile nickel-cadmium (NiCd) où toutefois l'anode n'est pas recouverte de cadmium mais d'un alliage absorbant l'hydrogène. Le nickel constitue la cathode comme pour les piles NiCd. La sortie de tension de tels blocs est directement proportionnelle au nombre de cellules individuelles du bloc. Dans certains cas, la tension totale peut dépasser les 10 V maximum, ce que les Autolab potentiostats/galvanostats peuvent mesurer. Pour appliquer des tensions supérieures à 10 V et les mesurer, nous avons étudié un multiplicateur de tension qui élargit la gamme de tension de l'Autolab.

Les piles lithium-ions (Li-Ion) sont d'importants accumulateurs d'énergie sur le marché. Une pile lithium-ions typique se compose généralement d'une ou de plusieurs cellules. La charge et la décharge galvanostatique pendant divers cycles sont caractéristiques des cellules et piles Li-ions.

This Application Note outlines GITT, a key technique for studying Li-ion battery kinetics, OCV, and diffusion, using INTELLO for streamlined control and analysis.

Pendant la charge et la décharge d'une pile Li-ions, les ions lithium circulent d'une électrode à l'autre par l'intermédiaire de l'électrolyte. Il est à ce sujet très important de connaître les coefficients de diffusion chimique du matériau des électrodes. La technique de titrage potentiostatique intermittent (PITT) est l'un des procédés les plus fréquemment employés pour obtenir des indications sur les coefficients de diffusion du matériau de l'électrode active.

The main components of a battery are the positive and negative electrodes, together with the electrolyte, which provides only the ionic conductivity. The most common electrolytes are in the liquid state. Therefore, a separator is needed to provide a physical separation between the electrodes. The separator is soaked with electrolyte. The MacMullin number is a parameter used to determine the quality of a separator, in terms of ionic conductivity, when soaked with an electrolyte. The MacMullin number can be calculated, using the results of data fitting of two EIS experiments and the geometric factors of the measurement cells. In this application note, a commercial electrolyte is employed, together with a porous filter, used as a separator.

Les cellules de batterie TSC SW closed et TSC sont des systèmes compacts conçus pour mesurer des matériaux sensibles à l'air ou à l'humidité, comme ceux utilisés dans les piles rechargeables. Ces cellules offrent un environnement contrôlé pour la mesure à température contrôlée de matériaux solides et de type gel en contact avec des électrodes de métal à géométrie plane. Ces cellules permettent par exemple de tester les matériaux actifs de la pile, les électrolytes à l'état solide à conduction ionique et les séparateurs de pile. Dans cette expérience, des résistances standard de 100 Ω sont utilisées dans les deux cellules pour comprendre les effets possibles des cellules sur les mesures.

The DuoCoin Cell Holder is introduced. EIS measurements on a commercial coin cell battery are performed. Differences in impedance between the four-terminal configuration and two-terminal configuration is highlighted, putting in evidence the importance of having a direct four-terminal configuration, when low-impedance DUTs are investigated.

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer le coefficient de diffusion binaire d'un électrolyte binaire liquide commercial pour batterie lithium-ion, basé sur une méthode de polarisation par impulsions galvanostatiques.

Cette Application Note présente les détails et un aperçu des principales conclusions de l'expérience SIE et CV pour étudier la structure d'un modèle d'interface solide-électrolyte se formant sur une électrode de carbone vitreux plane en contact avec un électrolyte de batterie organique typique.

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer la tortuosité à travers le plan τ d'un matériau de cathode commercial pour batterie lithium-ion, connaissant sa porosité et l'épaisseur de revêtement, sur la base d'une méthode de spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE).

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer l'indice de transfert lithium-ion d'un électrolyte binaire liquide commercial pour batterie lithium-ion, sur la base d'une méthode de spectroscopie d'impédance électrochimique à très basse fréquence (SIE-TBF).

In battery research, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a necessary tool to investigate the processes occurring at the electrodes. With a common three-electrode battery, EIS can be performed sequentially first at one electrode and then at the other electrode.

This Application Note explains how researchers can determine the underlying chemistry and potential failure mechanisms from cycle testing batteries with INTELLO.

This Application Note discusses differential capacity analysis (DCA) and its impact on enhancing battery performance, with a focus on using the INTELLO platform.

This application shows how EIS, combined with INTELLO and NOVA, tracks changes in internal battery resistance across SOC levels to study performance and aging mechanisms.

Détermination de nickel, zinc, cobalt, fer(II) et manganèse dans du bromure de lithium utilisant la chromatographie cationique avec détection de UV/VIS (520 nm) après réaction post-colonne avec PAR.

L'exploration et le traitement des minerais de lithium gagnent en importance avec la demande croissante d'hydroxyde de lithium. L'hydroxyde de lithium est un composant clé dans la fabrication de piles rechargeables destinées à diverses applications, notamment les véhicules électriques, les systèmes de stockage à domicile, les outils électriques et l'électronique grand public. Pour garantir l'efficacité du traitement avancé de l'hydroxyde de lithium de haute pureté, une technique de détection quantitative rapide et fiable est requise. Cette application a été développée pour surveiller la teneur en lithium, sodium et calcium dans les échantillons de traitement du lithium et les concentrés minéraux.

L'hexafluorophosphate de lithium (LiPF6) sert d'électrolyte dans les batteries rechargeables. L'hexafluorophosphate de lithium constitue un sel idéal pour une utilisation dans les cellules lithium-ion en raison de son degré élevé de solubilité dans les solvants non polaires et de ses propriétés non coordinantes. Cette application décrit la détermination des traces de cations dans le LiPF6 par détection de la conductivité après suppression séquentielle.

To improve the performance of electrochemical energy storage devices like batteries and supercapacitors, one can focus on enhancing the ion conductivity (ƠDC) of the electrolyte. It is a common method for obtaining ƠDC values of different electrolyte systems, to carry out electrochemical impedance spectroscopy (EIS) experiments, at different temperatures, in a 2-electrode setup.

Dans cette Application Note, la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) est appliquée pour tester une batterie du commerce connectée selon deux manières différentes. Pour la première mesure SIE, la batterie est connectée selon une configuration de mesure à deux bornes. Pour la seconde mesure SIE, la batterie est connectée selon une configuration de mesure à quatre bornes (détection Kelvin). La différence entre les manières de connecter les conducteurs fournit différentes valeurs d'impédance mesurées pour la batterie.

Les cellules TSC SW Closed et TSC Battery sont des systèmes compacts conçus pour mesurer des matériaux sensibles à l'air ou à l'humidité, comme ceux utilisés dans les piles. Ce document explique deux séquences d'essai. La première séquence fait appel à la voltampérométrie cyclique potentiostatique (CV) alors que la seconde opère par spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE).

La façon dont les dispositifs à faible impédance, comme les piles à combustible et les piles et batteries, sont connectés à une charge influence leurs performances. Ce document présente une comparaison des résultats de la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) appliquée à une batterie Li-ion du commerce. Différentes mesures SIE ont été effectuées en modifiant la façon de connecter la batterie au potentiostat.

Pour calculer la conductivité d'un électrolyte, la constante de cellule de la cellule doit être connue. La combinaison d'un Autolab PGSTAT204 de Metrohm équipé du module FRA32M avec le système Autolab Microcell HC a été utilisée pour déterminer les constantes de la cellule de conductivité de la cellule électrochimique TSC1600 à température contrôlée.

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

La spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) est une technique efficace de caractérisation des systèmes électrochimiques. Au cours des dernières années, la SIE a trouvé de nombreuses applications dans le domaine de la caractérisation des matériaux. Elle est couramment utilisée pour caractériser des revêtements, des batteries, des piles à combustible et des phénomènes de corrosion. Cette Application Note expose les principes d'une mesure SIE.

Here, the most common circuit elements for EIS are introduced which may be assembled in different configurations to obtain equivalent circuits used for data analysis.

Lithium is a soft alkali metal that is typically obtained from salt lake brines. Lithium is used for many applications, but especially for production of lithium-ion batteries in electric cars, mobile phones, and more. This Process Application Note presents a method to monitor lithium as well as other cations in brines by online process ion chromatography (IC), a multiparameter analytical technique that can measure ionic analytes in a wide range of concentrations.

Carbon materials are a remarkable choice as electrode surfaces. They are not only cost-effective and chemically inert, but also have a low background current and a wide potential window. Physical and chemical properties of new carbon nanomaterials depend mainly on their structure, so their characterization is essential to choose the right material for different applications.Raman spectroscopy is a very attractive technique for this purpose, effortlessly distinguishing information about the bond structure of carbon materials, and, therefore, about their possible properties. DropSens screen-printed electrodes (SPEs) are low-cost, disposable devices, available with working electrodes fabricated in several carbon materials. This Application Note describes how their properties can be studied by Raman spectroscopy.

This Application Note compares SPELEC RAMAN and a standard Raman instrument by analyzing their performance in measuring single-walled carbon nanotubes (SWCNT).

Electrochemical Raman (EC-Raman) spectroscopy enhances comprehension of energy storage devices by tracking physicochemical changes. This note details EC-Raman findings during nickel-metal hydride (NiMH) battery charge and discharge simulations.

Lithium-ion (Li-ion) battery electrolyte quality is essential for performance, stability, and safety reasons. Ion chromatography is an accurate method for electrolyte analysis.

Le lithium est un métal mou qui est utilisé pour de nombreuses applications, telles que la production de lubrifiants à haute température ou de verre résistant à la chaleur. En outre, le lithium est utilisé en grandes quantités pour la production de batteries. Il est obtenu à partir de saumures et de minerais de lithium de haute qualité. Cette note d'application présente une méthode permettant de déterminer la concentration de lithium dans les saumures par titrage potentiométrique. Le lithium et le fluorure précipitent dans l'éthanol sous forme de fluorure de lithium insoluble. En utilisant le fluorure d'ammonium comme réactif de titrage et une électrode sélective d'ions fluorure (ISE), il est possible de déterminer la concentration de lithium par titrage potentiométrique. Cette méthode est plus fiable, plus rapide et moins coûteuse que la détermination du lithium dans la saumure par d'autres techniques plus sophistiquées telles que la spectroscopie d'absorption atomique (SAA).

Les sels de lithium (par exemple, le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium) sont utilisés dans une multitude d'applications. L'hydroxyde de lithium est utilisé pour la production de stéarate de lithium, un lubrifiant important pour les moteurs. En outre, il est utilisé comme purificateur d'air en raison de sa capacité à lier le dioxyde de carbone. Si la majeure partie du carbonate de lithium est utilisée pour la production d'aluminium, il est également utilisé dans l'industrie du verre et de la céramique. Pour toutes ces applications, il est important de connaître la qualité des sels de lithium purs utilisés dans les différents processus de production. Pour toutes ces applications, il est important de connaître la qualité des sels de lithium purs utilisés dans les différents processus de production. Cette note d'application présente une méthode simple pour le dosage de l'hydroxyde de lithium et du carbonate de lithium sur un système automatisé OMNIS

Le nitrate de lithium est un agent oxydant utilisé dans la fabrication de feux d'artifice et de fusées éclairantes de couleur rouge. En outre, le composé de nitrate de lithium trihydraté absorbe bien la chaleur et peut être utilisé pour le stockage de l'énergie thermique. Le nitrate de lithium étant une substance hygroscopique, sa pureté doit d'abord être vérifiée avant qu'il ne soit utilisé pour la synthèse ou d'autres applications. Le test de pureté est effectué par un titrage de précipitation entièrement automatisé entre le lithium et le fluorure dans une solution éthanolique. L'avantage du titrage est qu'il n'est pas nécessaire de diluer le nitrate de lithium après sa dissolution dans l'éthanol, comme c'est le cas avec d'autres techniques telles que l'ICP-MS.

Le marché des batteries lithium-ion ne cesse de croître en raison de l'énorme demande de produits de consommation alimentés par des batteries. Les "NCM", un mélange d'oxydes de nickel, de cobalt et de manganèse, suscitent un intérêt croissant en tant que matériaux de cathode, remplaçant les composés traditionnels tels que les oxydes de cobalt.L'analyse de la qualité des matériaux après frittage ou des batteries recyclées peut être réalisée par titrage, comme le montre cette note d'application. Une analyse entièrement automatisée des métaux correspondants peut être réalisée avec OMNIS et son équipement de pipetage.

Le titrage de Boehm est une analyse quantitative des groupes fonctionnels à la surface des matériaux carbonés, basée sur leurs réactions avec des solutions basiques de NaHCO3 (pKa = 6,4), Na2CO3 (pKa = 10,3) et NaOH (pKa = 15,7). Il s'agit d'une méthode économique qui donne des valeurs absolues avec une grande précision des groupes fonctionnels accessibles, contenant principalement de l'oxygène, sur la surface. À l'origine, le titrage de Boehm a été développé pour les matériaux carbonés tels que le noir de carbone conducteur (CCB), le charbon actif, le carbone poreux et le graphite. Les matériaux modernes à base de carbone tels que le graphène, l'oxyde de graphène (GO) ou les nanotubes de carbone peuvent également être analysés de cette manière.

La valeur du pH dans le noir de carbone, un additif essentiel dans les batteries lithium-ion modernes, est analysée de manière précise et fiable dans cette note d'application en utilisant le pH-mètre 913 équipé d'un Unitrode easyClean conformément à l'ASTM D1512 ainsi qu'à l'ISO 787-9 et au GB/T 1717-1986.

Lithium iron phosphate batteries offer users safety and durability. Polarographic speciation evaluates Fe(II) and Fe(III) in cathode material, useful for several tests.

La commercialisation des batteries Li-ion en 1991 a été le couronnement de travaux approfondis en recherche et développement menés par des scientifiques et des ingénieurs du monde entier au cours des décennies précédentes. Le développement des batteries Li-ion et des autres piles rechargeables alternatives s'est poursuivi jusqu'à aujourd'hui. Alors que le monde s'oriente rapidement vers une nouvelle ère définie par les technologies vertes, des initiatives en R&D plus pratiques et plus pertinentes s'imposent pour faire face à la hausse de la demande en systèmes de stockage de l'énergie, notamment de la part de l'industrie automobile. Ce livre blanc présente les principes fondamentaux de la technologie de la batterie Li-ion et guide le lecteur à travers les techniques et terminologies se rapportant à la recherche sur la batterie Li-ion.

Les batteries Lithium-ion (LIBs) sont les solutions rechargeables les plus courantes disponibles aujourd'hui. La production de ces batteries doit respecter des normes de qualité strictes.

Avec les réactifs Hydranal™ NEXTGEN FA, la teneur en eau des cétones peut être déterminée de manière rapide et fiable. Par rapport aux autres réactifs KF pour cétones existant sur le marché, les réactions secondaires sont mesurablement mieux supprimées.

OMNIS Client/Server améliore les performances commerciales grâce à une gestion évolutive des serveurs, réduisant les coûts en diminuant le matériel, la consommation d'énergie et la maintenance sur tous les sites.