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Évaluer la stabilité thermique et la décomposition des piles boutons sans les démonter
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La calorimétrie différentielle à balayage est une technique bien établie permettant d’évaluer les propriétés thermiques des matériaux, notamment les transitions de phase, la température d’amorçage et la chaleur de réaction.
Essais de sécurité complets sur des piles boutons entièrement assemblées
La DSC de pile bouton permet d’effectuer une analyse thermique de ces dernières, mettant en évidence la libération d’énergie et les réactions qui se produisent, afin d’étayer l’évaluation de leur sécurité et de leurs performances.
- Essais direct de piles boutons 2032 entièrement assemblées, sans démontage
- Des informations thermiques rapides et fiables, notamment sur la température d’amorçage, le mécanisme de réaction, la chaleur de réaction et l’analyse des gaz de dégagement
- Combiner les signaux thermiques et électrochimiques pour les essais de sécurité et de performance des batteries
- Caractérisation complète de la sécurité à partir de signaux thermiques et électriques, de -80 à 600 °C
Fonctionnalités avancées conçues pour un diagnostic thermique précis
Caractéristiques :
- Un capteur hautement sensible permet de mesurer avec plus de précision la température d’amorçage et le flux thermique
- Une large plage de températures permet d’étudier le comportement de la batterie entre –80 et 600 °C
- La capsule pour pile bouton assure un excellent contact avec le capteur jusqu’à la défaillance de la pile
- Analyse des gaz dégagés compatible avec la spectrométrie de masse (MS), la spectroscopie FTIR ou la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) pour évaluer les mécanismes de réaction
- La surveillance de la tension permet d’analyser l’état de charge et les courts-circuits
Essais de sécurité des batteries adaptés à l’usage prévu
Les concepteurs de batteries peuvent désormais vérifier la sécurité des nouvelles formulations dès les premières phases d’essai, en utilisant moins de matériaux et en bénéficiant de délais d’exécution plus courts que lors des essais de sécurité menés à un stade avancé.
Deux modes d’essai
- Le mode de fonctionnement par balayage permet d’évaluer la surchauffe, la dégradation thermique, la température d’amorçage, la chaleur de réaction et les réactions croisées entre les matériaux
- Le mode de fonctionnement isotherme permet d’évaluer le flux thermique lors de la formation de la couche d’interface électrolytique solide (SEI), de la charge et de la décharge, ainsi qu’en cas de surcharge et de décharge excessive
Capsule pour pile bouton
Les nouvelles capsules pour piles boutons sont compatibles avec les piles 2032 et toutes les piles boutons d’un diamètre de 20 mm. Grâce à sa conception spécialement adaptée, elles permettent de tester des piles boutons sans les démonter, offrant ainsi des essais de sécurité précis sur les piles entières, ce qui était auparavant impossible sous DSC.
- Les capsules standard pour piles boutons garantissent la stabilité du signal thermique sur toute la gamme d’échantillons
- Les capsules pour piles boutons optimisent le flux thermique lors des cycles isothermes
- Plateaux classiques en aluminium de 20 mm pour échantillons de matériaux
Technologie des piles DSC grand format
La fiabilité et la précision exceptionnelles de la pile DSC grand format, ainsi que la reproductibilité de ses mesures de flux thermique, permettent de détecter même les transitions thermiques les plus faibles, révélant ainsi les premiers signes de dégradation ou de défaillance de la batterie. Cette fiabilité permet aux chercheurs spécialisés dans les batteries :
- d’évaluer les transitions de phase des matériaux des batteries ;
- d’identifier les mécanismes de réaction ;
- de renforcer la sécurité des batteries dès la conception.
Une polyvalence totale dans les essais de sécurité des batteries
Systèmes de refroidissement interchangeables
- Système de refroidissement à air à ailettes (FACS) pour le chauffage à haute température, de la température ambiante à 600 °C
- Le système de refroidissement par réfrigération (RCS) peut atteindre des températures comprises entre –80 °C et 400 °C
Analyse des gaz émanents
L’analyse des gaz émanents (EGA) aide les chercheurs spécialisés dans les batteries à comprendre les mécanismes de réaction et à analyser les gaz émanents à des fins de sécurité. Compatible avec :
- Spectrométrie de masse (MS)
- Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)
- Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS)
Connexion électrochimique
La combinaison de l’analyse thermique, de la surveillance de la tension et des capacités de cyclage permet d’obtenir des informations électrochimiques supplémentaires, notamment sur l’état de charge, les courts-circuits internes et la chaleur générée pendant le cyclage, pour l’analyse de la sécurité et des performances. Les utilisateurs peuvent connecter le DSC de pile bouton à :
- Dispositif de surveillance de la tension
- Cycleur de batteries
- Potentiostat
Maîtrise totale des données et confiance absolue
Le logiciel TRIOS™ est une plate-forme logicielle de pointe qui utilise une technologie a plus perfectionnée pour le contrôle des instruments, la collecte et l’analyse des données au cours des analyses rhéologiques et thermiques.
- Modèles intégrés d’essais sur piles boutons
- Visualisation intuitive et flexible des données
- Analyse automatisée et création de rapports
- Exportation des données en format JSON pour une intégration avec LIMS
- Licences illimitées : accédez et analysez vos données partout
Spécifications
| Caractéristiques techniques | DSC de pile bouton |
|---|---|
| Linéarité de la ligne de base | ≤ 500 μW |
| Reproductibilité de la ligne de base | ≤ 100 µW |
| Plage de températures[1] | -80 °C à 600 °C |
| Exactitude de la température[2] | ±0,1 °C |
| Précision de la température[2] | ±0,05 °C |
| Précision d’enthalpie[2] | ±1 % |
| Vitesse de chauffage | 0,01 °C à 20 °C/min |
| Caractéristiques de l’instrument | |
|---|---|
| Écran tactile couleur de type « application » | ● |
| Compatible avec l’analyse des gaz émanents (EGA) | ● |
| Compatible avec l’analyse électrochimique (ECA) | o |
| Options de récipient | |
|---|---|
| Récipient en aluminium de 20 mm | Jusqu’à 600 °C |
| Capsule standard DSC de pile bouton | Jusqu’à 600 °C |
| Capsule à cycle DSC de pile bouton | Jusqu’à 60 °C avec ECA |
[2] Indium avec un récipient en aluminium de 20 mm
● Inclus o En option
Ressources
- Astuces technique – Preparing Samples for the Coin Cell DSC
- Webinaire – Bridging Material-Level and Cell-Level Safety: A New Thermal Analysis Technique for Battery Safety Screening
- Vidéo du produit – Calorimètre à balayage différentiel pour piles boutons de TA Instruments
- Note d’application – A Complete Thermal, Chemical, and Electrical Study of Battery Failure Using the Coin Cell DSC
- Guide – Battery Testing Selection Guide