
LinKam LTS120冷熱臺探電池電解質(zhì)溫度性能在新能源電池研發(fā)領(lǐng)域,電解質(zhì)作為離子傳輸?shù)暮诵拿浇椋錅囟冗m應(yīng)性直接決定電池的充放電效率、容量保持率與安全性能。從鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)的低溫離子傳導(dǎo)性,到固態(tài)電解質(zhì)的高溫穩(wěn)定性,從鈉電池電解質(zhì)的相變溫度調(diào)控到儲能電池電解質(zhì)的耐溫循環(huán)性能,都需精準(zhǔn)捕捉溫度對電解質(zhì)性能的影響。Linkam LTS120 冷熱臺憑借對溫度的穩(wěn)定調(diào)控與實時微觀觀察能力,成為研究電池電解質(zhì)溫度性能的實用工具,為優(yōu)化電解質(zhì)配方、提升電池整體性能提供可靠支持。
電池電解質(zhì)類型多樣,應(yīng)用場景對溫度的要求差異顯著。鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)在低溫環(huán)境下易出現(xiàn)離子傳導(dǎo)速率下降,導(dǎo)致電池容量驟減;固態(tài)電解質(zhì)在高溫下可能發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,影響離子電導(dǎo)率與界面穩(wěn)定性;鈉電池電解質(zhì)的相變溫度若與電池工作溫度重疊,會引發(fā)電解質(zhì)性能波動,縮短電池壽命。傳統(tǒng)的電解質(zhì)研究多依賴電化學(xué)工作站離線測試,無法實時觀察電解質(zhì)在溫度變化中的微觀結(jié)構(gòu)演變,難以定位性能突變的溫度節(jié)點,研究效率與數(shù)據(jù)連貫性受限。Linkam LTS120 冷熱臺通過寬范圍溫度控制與微觀觀察結(jié)合的設(shè)計,能精準(zhǔn)模擬電池在不同工況下的溫度環(huán)境,為電解質(zhì)溫度性能研究提供貼合實際的實驗條件。
Linkam LTS120 冷熱臺的溫度調(diào)節(jié)靈活性,適配電解質(zhì)離子傳導(dǎo)性研究的需求。在鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)低溫性能研究中,科研人員需探索不同溫度對離子傳導(dǎo)速率的影響,通過 LTS120 可設(shè)定從 - 40℃至 60℃的連續(xù)溫度梯度,搭配電化學(xué)測試裝置,實時監(jiān)測電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。借助顯微鏡能清晰觀察到:當(dāng)溫度降至 - 20℃時,液態(tài)電解質(zhì)開始出現(xiàn)局部粘稠現(xiàn)象,離子電導(dǎo)率從室溫下的 10 mS/cm 降至 2 mS/cm;溫度繼續(xù)降至 - 30℃,電解質(zhì)中出現(xiàn)微小冰晶,電導(dǎo)率驟降至 0.5 mS/cm,此時電池充放電效率不足 50%。通過對比不同添加劑比例的電解質(zhì)樣品,科研人員發(fā)現(xiàn)添加 5% 碳酸亞乙烯酯(VC)可使電解質(zhì)冰點降至 - 35℃以下,在 - 20℃時電導(dǎo)率仍保持 4 mS/cm,為低溫鋰離子電池電解質(zhì)配方優(yōu)化提供關(guān)鍵依據(jù)。
其樣品適配性也為電解質(zhì)穩(wěn)定性測試帶來便利。電池電解質(zhì)樣品形態(tài)多樣,既有液態(tài)的電解液、凝膠態(tài)的聚合物電解質(zhì),也有固態(tài)的氧化物電解質(zhì)與硫化物電解質(zhì)。LTS120 冷熱臺的樣品臺設(shè)計可穩(wěn)定承載不同形態(tài)的電解質(zhì)樣品,無需復(fù)雜的密封或固定裝置 —— 液態(tài)電解質(zhì)可裝入專用石英容器,固態(tài)電解質(zhì)可直接放置在樣品臺,凝膠電解質(zhì)可涂覆在電極基材上進行測試。在固態(tài)電解質(zhì)高溫穩(wěn)定性研究中,科研人員將硫化物固態(tài)電解質(zhì)薄片放入冷熱臺,通過控制溫度從室溫逐步升至 200℃,觀察電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化與界面反應(yīng)。借助顯微鏡能清晰看到:當(dāng)溫度升至 150℃時,硫化物電解質(zhì)表面開始出現(xiàn)微小孔隙,與電極的界面接觸電阻增大;溫度達到 180℃,電解質(zhì)出現(xiàn)明顯分解,生成黑色硫化物雜質(zhì)。據(jù)此確定該固態(tài)電解質(zhì)的最高工作溫度應(yīng)控制在 120℃以下,為固態(tài)電池的熱管理設(shè)計提供參考。
操作便捷性與數(shù)據(jù)同步功能,進一步提升電解質(zhì)研究的效率。科研人員通過配套的控制軟件,可精準(zhǔn)設(shè)定溫度參數(shù)、升溫降溫速率與保溫時長,軟件界面支持溫度曲線與電化學(xué)數(shù)據(jù)的同步記錄,便于快速分析溫度與電解質(zhì)性能的關(guān)聯(lián)。在鈉電池電解質(zhì)相變研究中,實驗人員通過軟件預(yù)設(shè)從 - 10℃至 80℃的升溫程序,每升溫 5℃保溫 10min,同時通過差示掃描量熱儀(DSC)監(jiān)測電解質(zhì)的相變焓變。軟件自動將溫度數(shù)據(jù)、相變溫度點與焓變值整合為曲線,無需人工手動匹配數(shù)據(jù),大幅縮短分析時間。測試結(jié)果顯示,某鈉電池電解質(zhì)在 35℃時出現(xiàn)明顯相變,相變焓變?yōu)?25 J/g,據(jù)此調(diào)整電解質(zhì)中的鹽濃度,將相變溫度降至 10℃以下,避免了電池在室溫使用時因相變導(dǎo)致的性能波動。
某新能源電池研發(fā)企業(yè)在引入 Linkam LTS120 冷熱臺后,電解質(zhì)溫度性能研究工作發(fā)生顯著改變。此前,該企業(yè)對儲能電池電解液的耐溫循環(huán)性能測試,需將電池在不同溫度的恒溫箱中放置數(shù)天,再測試循環(huán)容量衰減,研究周期長達兩周,且無法確定電解液失效的溫度誘因。引入 LTS120 后,研發(fā)人員可實時觀察電解液在溫度循環(huán)中的微觀狀態(tài),在一次lin酸鐵鋰電池電解液研發(fā)中,成功發(fā)現(xiàn)電解液在 60℃循環(huán)時會出現(xiàn)微量分解,生成的氣體導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大。通過添加新型抗氧劑,電解液的分解溫度提升至 80℃,電池在 55℃循環(huán) 1000 次后的容量保持率從 75% 提升至 88%,順利應(yīng)用于儲能電站項目。
在新能源電池領(lǐng)域,Linkam LTS120 冷熱臺以其精準(zhǔn)的溫度控制、靈活的樣品適配性與便捷的操作,成為研究電池電解質(zhì)溫度性能的可靠伙伴。它幫助科研人員更高效、直觀地探索溫度對電解質(zhì)性能的影響,為優(yōu)化電解質(zhì)配方、提升電池循環(huán)壽命與安全性能提供有力支持,推動新能源電池行業(yè)向更耐溫、更穩(wěn)定的方向發(fā)展。LinKam LTS120冷熱臺探電池電解質(zhì)溫度性能