德國(guó)EL-CELL-PAT測(cè)試儀：電池材料研究的電化學(xué)分析工具

位于德國(guó)漢堡的EL-CELL GmbH，為電池研究人員提供了多種電化學(xué)測(cè)試解決方案。

1 品牌與產(chǎn)品概述

EL-CELL GmbH是一家致力于電化學(xué)測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的公司，將機(jī)械工程與電化學(xué)專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，專注于為鋰離子電池等儲(chǔ)能技術(shù)的研究提供測(cè)試設(shè)備。

該公司與電池研究人員保持密切合作，基于實(shí)際研究需求不斷優(yōu)化其產(chǎn)品與服務(wù)。

除了提供硬件設(shè)備，EL-CELL還配備了電化學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室，并能夠?yàn)閷W(xué)術(shù)界和工業(yè)界的用戶提供技術(shù)研討會(huì)、實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)等支持。

2 產(chǎn)品類型

EL-CELL的產(chǎn)品線圍繞電池材料測(cè)試與研究而設(shè)計(jì)，主要涵蓋以下產(chǎn)品：

? PAT系統(tǒng)：新一代電池測(cè)試單元，采用模塊化設(shè)計(jì)。

? 測(cè)試單元：用于不同電解質(zhì)的電池和電容器系統(tǒng)測(cè)試。

? 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試單元：包括ECC-Std等型號(hào)，用于常規(guī)電化學(xué)測(cè)試。

? 電化學(xué)膨脹計(jì)：如ECD-3-nano，用于測(cè)量電極厚度變化。

? 氣體分析測(cè)試單元：用于進(jìn)行氣體和壓力實(shí)驗(yàn)。

? 優(yōu)化測(cè)試單元：針對(duì)特定實(shí)驗(yàn)需求設(shè)計(jì)的測(cè)試單元。

? 水性測(cè)試單元：適用于水性電解質(zhì)的測(cè)試環(huán)境。

? PAT室：溫度控制擴(kuò)充口，提供穩(wěn)定的測(cè)試環(huán)境。

? 高吞吐量塢站：支持高通量應(yīng)用的電化學(xué)工作站。

? 工具和配件：包括切割、沖孔工具、電極對(duì)準(zhǔn)和組裝工具等。

3 主要型號(hào)與技術(shù)參數(shù)

EL-CELL提供了多種型號(hào)的電化學(xué)測(cè)試設(shè)備，以下是主要型號(hào)：

? PAT-Tester-i-16：高度集成的多通道測(cè)試系統(tǒng)，將電池測(cè)試系統(tǒng)、控溫箱和插接站的功能融為一體。

? PAT-Tester-x-8：模塊化電池測(cè)試站，支持最多8個(gè)獨(dú)立測(cè)試通道。

? PAT-Cell：采用三電極設(shè)計(jì)的測(cè)試單元，圍繞一次性的PAT-Core構(gòu)建。

? PAT-Chamber-16：支持高通量應(yīng)用的電化學(xué)工作站。

? ECC-Std：標(biāo)準(zhǔn)扣式電池測(cè)試夾具。

? ECC-Ref：參比電極測(cè)試單元。

? ECC-Opto-Std：標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)原位測(cè)試單元。

? ECD-4-nano：高分辨率電化學(xué)膨脹儀。

? PAT-Stand-4：四通道PAT測(cè)試站。

? PAT-Stand-1：通用型測(cè)試設(shè)備對(duì)接站。

3.1 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

不同型號(hào)的PAT測(cè)試儀具有各自的技術(shù)特點(diǎn)：

? PAT-Tester-i-16集成了電池測(cè)試系統(tǒng)、控溫箱和插接站的功能。其主要技術(shù)參數(shù)包括：16個(gè)測(cè)試通道，測(cè)試電流100mA（配備四個(gè)電流檔位），測(cè)試電壓±7V，阻抗測(cè)試頻率范圍10μHz到10kHz，采樣間隔1ms，溫度控制范圍+5到+80°C。

? PAT-Tester-x-8則采用模塊化設(shè)計(jì)，測(cè)試通道被分離為單獨(dú)的設(shè)備。每個(gè)PAT-Channel-1均配有一個(gè)設(shè)備齊全的恒電流儀/恒電位儀/阻抗分析儀。其電壓范圍為-7V至+7V，電流為±100mA，帶寬范圍具有500kHz（快速）、50kHz（中）和5kHz（慢）三個(gè)選項(xiàng)，采集時(shí)間為1毫秒。

? PAT-Cell測(cè)試單元采用無(wú)連線三電極設(shè)計(jì)，電池測(cè)試器的電連接是通過在電池底部的接觸區(qū)域進(jìn)行的。該電池的設(shè)計(jì)使用溫度范圍為-20到+70攝氏度。

4 核心特點(diǎn)

EL-CELL的PAT測(cè)試儀具有多個(gè)核心特點(diǎn)：

? 三電極測(cè)試能力：PAT-Cell等測(cè)試單元采用三電極設(shè)計(jì)，能夠在測(cè)試全電池性能的同時(shí)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)半電池的電化學(xué)數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)能長(zhǎng)期測(cè)量，使用可靠的參比電極，可進(jìn)行超過一千小時(shí)的電池測(cè)試。

? 模塊化設(shè)計(jì)：PAT系列測(cè)試單元采用模塊化概念，圍繞著PAT-Core構(gòu)建。PAT-Core是一個(gè)一次性的樣品池，用于長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試樣本。這種模塊化設(shè)計(jì)使電池?zé)o需接線，可直接插入PAT電池測(cè)試儀或通過PAT擴(kuò)展塢連接至任何市售電池測(cè)試儀/恒電位儀。

? 一次性使用概念：采用一次性PAT-Core組件，避免了重復(fù)使用單元組件時(shí)可能因腐蝕或交叉污染而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。這不僅提高了測(cè)試效率，還不需要清洗或烘干電池組件，減少了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間。

? 高精度測(cè)量：PAT測(cè)試儀提供高精度的測(cè)量能力，例如PAT-Tester-x-8的電壓測(cè)量精度為FSR的±0.02%，電流測(cè)量精度為FSR的±0.05%。PAT-Cell具有高精度18毫米直徑的三明治幾何結(jié)構(gòu)，電極和隔膜中心性優(yōu)于0.1毫米。

? 集成溫度控制：PAT-Tester-i-16等型號(hào)集成了溫度可控的恒溫室，溫度范圍通常為+5到+80°C，為電池測(cè)試提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境。

5 應(yīng)用領(lǐng)域

EL-CELL的PAT測(cè)試儀在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用：

? 鋰離子電池材料研究：用于測(cè)試新型電池材料，評(píng)估石墨負(fù)極、硅基負(fù)極、高鎳正極等鋰離子電池材料的電化學(xué)性能。PAT-Cell能夠準(zhǔn)確地測(cè)試一種非質(zhì)子鋰離子電池材料。

? 新型電池體系開發(fā)：適用于鈉離子電池、固態(tài)電池等新型電池體系的研究。EL-CELL的設(shè)備可用于從非質(zhì)子或水電解質(zhì)的電池到電容器系統(tǒng)的測(cè)試。

? 電池失效機(jī)理分析：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池循環(huán)過程中電極的變化，輔助分析容量衰減、內(nèi)阻增大等失效原因。EL-CELL還參與了SimDural項(xiàng)目，致力于開發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э氐姆抡婺Ｐ汀?/span>

? 電極工藝優(yōu)化：可用于評(píng)估不同粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑配方或電極壓實(shí)密度對(duì)電極行為的影響，為優(yōu)化電極制造工藝提供參考依據(jù)。電極上均勻和可復(fù)制的機(jī)械壓保證了測(cè)試結(jié)果的可比性。

? 基礎(chǔ)電化學(xué)研究：支持循環(huán)伏安、阻抗等多種電化學(xué)測(cè)試方法，用于基礎(chǔ)電化學(xué)現(xiàn)象的研究。PAT測(cè)試儀可以在各個(gè)階段測(cè)量全電池及半電池阻抗。

6 結(jié)語(yǔ)

EL-CELL的PAT測(cè)試儀通過模塊化設(shè)計(jì)、三電極測(cè)試能力和高精度測(cè)量等特點(diǎn)，為電池研究人員提供了靈活可靠的測(cè)試工具。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，這種專用的測(cè)試設(shè)備將繼續(xù)在電池材料研究和開發(fā)中發(fā)揮作用。

PAT系列測(cè)試單元采用的一次性使用概念，提高了測(cè)試效率，同時(shí)避免了交叉污染的可能性，為鋰離子電池研究提供了便利。