Máy phân tích pin đa năng của AMETEK Scientific Instruments đang được đưa vào sử dụng trong các cơ sở sản xuất và R&D ứng dụng, nơi chúng cho phép các chuỗi thử nghiệm lặp lại trong khoảng thời gian dài
Các công nghệ tiên tiến đáp ứng tất cả các cơ sở liên quan đến chi phí, hiệu suất và sự đổi mới. Đó là câu thần chú dành cho nhóm phát triển sản phẩm tại Dụng cụ khoa học AMETEK (AMETEK SI), nhà sản xuất hệ thống thử nghiệm chuyên dụng của Hoa Kỳ để nghiên cứu điện hóa và mô tả đặc tính pin. Phóng to một chút và các điểm tham chiếu hoạt động cũng rõ ràng tương tự. Trọng tâm là tập hợp khách hàng quốc tế - bao gồm nghiên cứu học thuật, R&D trong ngành và sản xuất số lượng lớn - cùng với danh mục điện hóa toàn diện - máy quay vòng pin, máy điều hòa điện thế, máy điều hòa điện, máy phân tích đáp ứng tần số và nhiều sản phẩm khác về phần cứng và phần mềm phụ trợ.
Sự liên kết là tất cả, với người dùng cuối và sản phẩm AMETEK SI được ánh xạ đồng bộ trên nhiều ứng dụng đo lường và thử nghiệm đa dạng – hệ thống lưu trữ năng lượng, điện hóa vật lý, khoa học ăn mòn, thiết bị y sinh và vật liệu trạng thái rắn – và được xây dựng dựa trên hơn 100 kết hợp nhiều năm dẫn đầu về công nghệ trên ba thương hiệu cốt lõi của nhà sản xuất: Nghiên cứu ứng dụng Princeton, Phân tích Solartron và Phục hồi tín hiệu.
Hiệu suất theo thời gian
Nếu đó là câu chuyện phía sau, thì lộ trình phát triển hiện tại và tiếp theo sẽ như thế nào? Trong ngắn hạn, sự liên kết giữa đổi mới công nghệ với yêu cầu ngày càng tăng của người dùng cuối nhấn mạnh các sản phẩm mới nhất của AMETEK SI: SI-6200 và SI-9300R máy quay vòng pin để nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất các loại pin tiên tiến dành cho ứng dụng trong điện thoại di động, PC, xe điện (EV) và các loại tương tự. Nói tóm lại, các máy quay vòng pin hiệu suất cao này cho phép các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất so sánh giá trị của các chất hóa học và vật liệu pin mới, với các thử nghiệm đạp xe lặp lại trong các khung thời gian kéo dài (vài tuần đến vài tháng) để xác thực hiệu suất trọn đời dọc theo nhiều tọa độ.
Do đó, máy quay vòng pin AMETEK SI cho phép thực hiện mọi khả năng kiểm tra: dòng điện không đổi, điện áp không đổi (CC-CV); công suất không đổi (CP); điện trở không đổi (CR); vôn kế tuần hoàn (CV); cũng như một loạt các sơ đồ tăng tốc xung nhanh và điện áp/dòng điện. Các phương thức chẩn đoán nâng cao cũng được đưa vào sử dụng, bao gồm quang phổ trở kháng điện (EIS), một kỹ thuật không phá hủy dùng để phân tích “trạng thái sạc” (SOC) và phát hiện lỗi sớm bên trong pin; thử nghiệm chu trình cấu hình ổ đĩa đô thị (dạng sóng tùy ý) để mô phỏng môi trường thực tế mà pin pin trải qua trong các ứng dụng xe điện; và phân tích công suất khác biệt để theo dõi những thay đổi về trạng thái hoạt động (SOH) và cấu trúc của vật liệu pin qua các chu kỳ sạc/xả lặp đi lặp lại.
Sản phẩm SI-6200Về phần mình, nó được thiết kế để thử nghiệm vật liệu pin, siêu tụ điện và pin nhiên liệu vi mô thế hệ tiếp theo với dòng điện lên tới 200 mA/10 V mỗi kênh. Trong số các tính năng chính của máy phân tích: hoạt động độc lập bằng cách sử dụng các mô-đun 10 kênh có thể xếp chồng lên nhau (hoặc đặt trên tủ); tốc độ thu thập dữ liệu nhanh (hàng nghìn phép đo mỗi giây trên tất cả các kênh); và sự kết hợp của các bộ chuyển đổi 24-bit có độ phân giải cao (để cho phép phát hiện sớm những khác biệt nhỏ trong hoạt động của tế bào).
“Do dòng điện trên mỗi kênh tương đối thấp nên SI-6200 Massimo DeSantis, Phó Chủ tịch Bộ phận Công nghệ Đo lường Tiên tiến AMETEK (AMT), một đơn vị kinh doanh rộng lớn hơn bao gồm AMETEK SI, giải thích. “Việc phát triển và thử nghiệm thiết bị ở giai đoạn đầu này đại diện cho 'điểm hấp dẫn' của ứng dụng, mặc dù máy quay vòng cũng có thể được sử dụng trong môi trường sản xuất.”
Đáng lưu ý rằng khả năng EIS, trước đây chỉ giới hạn trong môi trường nghiên cứu hàn lâm, hiện đang chuyển sang R&D công nghiệp và thử nghiệm sản xuất. Không khó để hiểu tại sao. Đầu tiên, EIS cho phép phân tích chi tiết điện trở, điện dung và trở kháng ở các tần số khác nhau để theo dõi phản ứng điện của pin. Những hiểu biết phụ thuộc vào tần số này làm sáng tỏ các vấn đề hiệu suất khác nhau – phản ứng phụ, suy giảm điện cực, lão hóa chất điện phân và suy thoái SOH trong số đó.
Hơn nữa, EIS là một kỹ thuật không xâm lấn có thể được sử dụng để tại chỗ hoặc giám sát thời gian thực mà không làm gián đoạn chế độ hoạt động bình thường của pin. Đó là một thắng lợi lớn và có nghĩa là các nhà sản xuất có thể triển khai các phép đo EIS trên pin ở các giai đoạn sản xuất khác nhau, đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất và phát hiện sớm bất kỳ khiếm khuyết hoặc điểm bất thường nào trong quy trình sản xuất (khi hiệu quả của quy trình làm việc và độ tin cậy của thiết bị là điều cốt yếu).
Sự tiến triển của quyền lực
Bằng cách mở rộng, SI-9300R xe đạp pin – “anh cả” của SI-6200 – được thiết kế để kiểm tra pin, pin nhiên liệu và máy điện phân công suất cao lên đến 10 V/200 A. Như vậy, mỗi kênh của SI-9300R thực hiện các chức năng cơ bản tương tự như SI-6200 – với khả năng EIS tích hợp – mặc dù có các tính năng bổ sung nhắm mục tiêu đến các nhà phát triển pin EV và cái gọi là pin EV “tuổi thọ thứ hai” (đã hết “tuổi thọ ô tô” trong khi vẫn duy trì dung lượng còn lại khoảng 70–80 %).
Giống như sản phẩm chị em của nó, SI-9300R có dạng mô-đun và có thể mở rộng – với các tùy chọn tủ khác nhau (42U và 24U) có thể được điều khiển và giám sát qua nhiều PC – trong khi có thể kết nối song song tối đa năm kênh để cho phép thử nghiệm lên đến 1000 A. “Chúng tôi đang xem xét các ứng dụng trong R&D công nghiệp và thực tế là bất kỳ môi trường nghiên cứu nào tham gia vào thử nghiệm nguyên mẫu tiên tiến của pin năng lượng cao và pin nhiên liệu,” DeSantis lưu ý.
Một khía cạnh quan trọng của SI-9300R là việc triển khai quản lý năng lượng tái tạo mà theo nhóm sản phẩm, có thể tiết kiệm không gian gấp 5 lần và tiết kiệm 90% chi phí vận hành hàng năm so với máy quay vòng pin thông thường. Nếu không có sự can thiệp tích cực này, sẽ có rất nhiều nhiệt bị tiêu tan khi các tế bào phóng điện trên nhiều kênh – và điều đó có nghĩa là có thêm không gian cho hệ thống làm mát bên trong máy phân tích. bên trong SI-9300Rtuy nhiên, năng lượng được tuần hoàn nội bộ giữa các kênh đang xả và sạc đồng thời.
Trong khi đó, độ tin cậy của hệ thống là mối quan tâm lớn đối với người dùng cuối của thiết bị quay vòng pin – mục tiêu là thực sự tự động đạp các trình tự kiểm tra pin đó. Với ý nghĩ này, cả SI-6200 và SI-9300R dựa vào công nghệ Direct-to-Disk được cấp bằng sáng chế của AMETEK SI để đảm bảo cách tiếp cận mạnh mẽ, an toàn hơn cho việc thu thập và lưu trữ dữ liệu. Nói một cách đơn giản: dữ liệu từ bộ quay vòng pin được lưu trữ trực tiếp vào ổ đĩa – không cần máy tính trung gian – để giảm thiểu nguy cơ mất dữ liệu.
Tất cả đều được củng cố bởi Phần mềm năng lượng Aspire – “linh hồn của máy phân tích pin của AMETEK” – cung cấp môi trường thử nghiệm tích hợp đầy đủ để quản lý máy quay vòng, buồng khí hậu, máy ghi dữ liệu và thiết bị phụ trợ. Với các nhóm phát triển sản phẩm thường phân tán trên toàn cầu, các thư viện có thể chia sẻ của Aspire cho phép tất cả người dùng đặt cấu hình trước và chia sẻ các bài kiểm tra, biểu đồ và phân tích dữ liệu để đảm bảo tính nhất quán của kết quả.
Về mặt vận hành, điều quan trọng là AMETEK SI nhất quyết triển khai các kỹ sư hiện trường do công ty đào tạo để hỗ trợ lắp đặt, vận hành và nghiệm thu máy quay vòng pin trong phòng thí nghiệm hoặc cơ sở thử nghiệm của khách hàng. DeSantis kết luận: “Động lực của chúng tôi rất rõ ràng”. “Tất cả đều nhằm ưu tiên quy trình triển khai mượt mà hơn, giải quyết các truy vấn kỹ thuật nhanh hơn và chương trình đào tạo luôn hướng đến việc mang lại sự hài lòng cho người dùng cuối.”
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/battery-cyclers-shedding-light-on-the-detail-of-electrochemical-materials-and-devices/
