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배터리 사이클러: 전기화학 재료 및 장치의 세부 사항을 밝힙니다 – Physics World

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AMETEK Scientific Instruments의 다목적 배터리 분석기는 장기간에 걸쳐 반복 가능한 테스트 시퀀스를 가능하게 하는 응용 R&D 및 생산 설정에 사용되고 있습니다.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-IMG_1666-scaled.jpg" data-caption="측정하기 AMETEK SI의 SI-6200 및 SI-9300R 배터리 사이클러를 통해 연구원과 제조업체는 새로운 배터리 화학 물질과 재료의 장점을 비교할 수 있습니다. 위: AMETEK SI 현장 엔지니어가 고객 테스트 시설에서 SI-9300R의 설치, 시운전 및 승인을 감독합니다. (제공: AMETEK SI)” title=”팝업에서 이미지를 열려면 클릭하세요” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-IMG_1666-scaled.jpg”>AMETEK SI 엔지니어가 배터리 사이클러 설치를 감독합니다.

비용, 성능 및 혁신에 대한 모든 기반을 포괄하는 최첨단 기술입니다. 이것이 제품 개발팀의 주문입니다. AMETEK 과학 장비 (AMETEK SI)는 전기화학 연구 및 배터리 특성화를 위한 전문 테스트 시스템을 생산하는 미국 제조업체입니다. 조금 확대하면 작동 기준점도 비슷하게 명확해집니다. 전면 및 중앙에는 학술 연구, 산업 R&D 및 대량 제조를 포괄하는 국제적인 고객 혼합과 배터리 사이클러, 전위차계, 갈바노스타트, 주파수 응답 분석기 등 보조 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 더 많은 포괄적인 전기화학 포트폴리오가 있습니다.

AMETEK SI 최종 사용자와 제품은 에너지 저장 시스템, 물리 전기 화학, 부식 과학, 생체 의학 장치 및 고체 재료 등 다양한 테스트 및 측정 응용 분야에서 동시에 매핑되고 결합된 100개 이상의 기술을 기반으로 구축됩니다. 제조업체의 세 가지 핵심 브랜드인 Princeton Applied Research, Solartron Analytical 및 Signal Recovery에 걸쳐 수년간의 기술 리더십을 보유하고 있습니다.

시간 경과에 따른 성능

그것이 뒷이야기라면, 개발 로드맵의 현재와 다음 단계는 어떻게 되나요? 단기적으로 기술 혁신과 진화하는 최종 사용자 요구 사항의 조화는 AMETEK SI의 최신 제품 제공을 강조합니다. SI-6200SI-9300R 휴대폰, PC, 전기 자동차(EV) 등에 사용되는 고급 배터리의 연구 및 생산 테스트를 위한 배터리 사이클러. 간단히 말해서, 이러한 고성능 배터리 사이클러를 사용하면 연구원과 제조업체는 새로운 배터리 화학 물질과 재료의 장점을 비교할 수 있으며, 여러 좌표에 따라 수명 성능을 검증하기 위해 연장된 기간(몇 주에서 몇 달)에 걸쳐 반복 가능한 사이클링 테스트를 실행할 수 있습니다.

따라서 AMETEK SI 배터리 사이클러는 정전류, 정전압(CC-CV); 정전력(CP); 일정한 저항(CR); 순환전압전류법(CV); 다양한 고속 펄스 및 전압/전류 램프 방식도 제공됩니다. 소위 "충전 상태"(SOC) 분석 및 배터리 내부의 조기 결함 감지를 위한 비파괴 기술인 전기 임피던스 분광법(EIS)을 포함한 고급 진단 방식도 혼합되어 있습니다. EV 애플리케이션의 배터리 셀이 경험하는 실제 환경을 시뮬레이션하기 위한 도시 주행 프로파일 주기 테스트(임의 파형) 반복적인 충전/방전 주기에 걸쳐 배터리 재료의 건강 상태(SOH)와 구조적 변화를 추적하기 위한 차등 용량 분석.

XNUMXD덴탈의 SI-6200는 채널당 최대 200mA/10V에서 차세대 배터리 소재, 슈퍼커패시터 및 마이크로 연료 전지를 테스트하도록 설계되었습니다. 분석기의 주요 기능은 다음과 같습니다: 스택 가능한 10채널 모듈(또는 캐비닛 기반)을 사용한 독립 실행형 작동; 빠른 데이터 수집 속도(모든 채널에서 초당 수천 건의 측정) 고해상도 24비트 변환기 통합(셀 동작의 작은 차이를 조기에 감지할 수 있음).

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-M-DeSantis-headshot.jpg" data-caption="마시모 데산티스 "매번 만족스러운 최종 사용자를 최우선으로 생각하는 것이 중요합니다." (제공: AMETEK SI)” title=”팝업에서 이미지를 열려면 클릭” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-M-DeSantis-headshot.jpg”>마시모 데산티스

“채널당 전류가 상대적으로 낮기 때문에 SI-6200 AMETEK SI를 포함하는 광범위한 사업부인 AMETEK Advanced Measurement Technology(AMT)의 부문 부사장인 Massimo DeSantis는 설명합니다. "이 초기 단계 장치 개발 및 테스트는 애플리케이션의 '최적 지점'을 나타냅니다. 하지만 사이클러는 생산 환경에서도 사용할 수 있습니다."

이전에는 학문적 연구 환경으로 국한되었던 EIS 기능이 이제 산업 R&D 및 생산 테스트로 전환되고 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이유를 아는 것은 어렵지 않습니다. 우선 EIS를 사용하면 다양한 주파수에서 저항, 커패시턴스 및 임피던스를 세부적으로 분석하여 배터리의 전기적 반응을 추적할 수 있습니다. 이러한 주파수 의존적 통찰력은 부반응, 전극 열화, 전해질 노화, SOH 열화 등 다양한 성능 문제를 밝혀줍니다.

게다가 EIS는 다음과 같은 목적으로 사용할 수 있는 비침습적 기술입니다. 원위치 또는 배터리의 정상 작동 모드를 중단하지 않고 실시간 모니터링이 가능합니다. 이는 큰 승리이며 제조업체가 다양한 생산 단계에서 배터리에 EIS 측정을 배포하여 성능의 일관성을 보장하고 제조 프로세스 초기에 결함이나 이상 현상을 감지할 수 있음을 의미합니다(작업 흐름 효율성과 장치 신뢰성이 핵심인 경우).

권력의 진보

확장하여, SI-9300R 배터리 사이클러 - 배터리 사이클러의 "큰형님" SI-6200 – 최대 10V/200A에서 고전력 배터리, 연료 전지 및 전해조를 테스트하도록 설계되었습니다. 따라서 SI-9300R 와 동일한 기본 기능을 수행합니다. SI-6200 – EIS 기능 내장 – EV 배터리 및 소위 EV "세컨드 라이프" 배터리(약 70~80의 잔여 용량을 유지하면서 "자동차 수명"이 끝난 배터리) 개발자를 대상으로 하는 추가 기능 포함 %).

자매제품과 마찬가지로 SI-9300R 여러 PC를 통해 제어 및 모니터링할 수 있는 다양한 캐비닛 옵션(42U 및 24U)을 갖춘 모듈식이며 확장 가능하며 최대 1000개 채널을 병렬로 연결하여 최대 XNUMXA까지 테스트할 수 있습니다. “우리는 애플리케이션을 검토하고 있습니다. 산업 R&D는 물론 고출력 배터리 및 연료 전지의 고급 프로토타입 테스트와 관련된 모든 연구 환경에서도 마찬가지입니다.”라고 DeSantis는 말합니다.

의 주요 측면 SI-9300R 제품 팀에 따르면 기존 배터리 사이클러에 비해 최대 5배의 공간 절약과 연간 운영 비용의 90%를 절약할 수 있는 회생 전력 관리 구현입니다. 이러한 종류의 적극적인 개입이 없으면 셀이 여러 채널에서 방전될 때 많은 열이 소산됩니다. 이는 분석기 내부 냉각 시스템을 위한 공간이 추가된다는 의미입니다. 에서 SI-9300R그러나 방전과 충전이 동시에 진행되는 채널 간에는 내부적으로 전원이 재순환됩니다.

한편, 시스템 신뢰성은 배터리 사이클러 장비의 최종 사용자에게 주요 관심사입니다. 목표는 배터리 테스트 시퀀스의 진정한 자율 사이클링입니다. 이를 염두에 두고, 두 SI-6200SI-9300R AMETEK SI의 특허 받은 Direct-to-Disk 기술을 사용하여 데이터 수집 및 저장에 대한 보다 안전하고 강력한 접근 방식을 보장합니다. 간단히 말하면, 배터리 사이클러의 데이터는 중간 PC가 아닌 디스크 드라이브에 직접 저장되어 데이터 손실 위험을 최소화합니다.

모두 강화된 Aspire 에너지 소프트웨어 – “AMETEK 배터리 분석기의 핵심” – 사이클러, 기후 챔버, 데이터 로거 및 보조 장비 관리를 위한 완전히 통합된 테스트 환경을 제공합니다. 제품 개발 팀이 전 세계적으로 분산되어 있는 경우가 많기 때문에 Aspire의 공유 가능한 라이브러리를 사용하면 테스트, 그래프 및 데이터 분석을 사전 구성하고 모든 사용자가 공유하여 결과의 ​​일관성을 보장할 수 있습니다.

운영상 AMETEK SI가 고객의 실험실이나 테스트 시설에서 배터리 사이클러의 설치, 시운전 및 승인을 지원하기 위해 회사에서 교육을 받은 현장 엔지니어를 배치해야 한다고 주장하는 것은 중요합니다. DeSantis는 “우리의 동기는 분명합니다.”라고 결론지었습니다. "보다 원활한 온보딩 프로세스, 기술 문의의 빠른 해결, 매번 만족스러운 최종 사용자를 제공하도록 설계된 교육 프로그램의 우선 순위를 정하는 것이 중요합니다."

AMETEK 과학 장비

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