Batterijlabo

Veilige, duurzame en goedkope batterijen zijn steeds meer nodig om om te gaan met de toenemende behoefte aan hogere hoeveelheden hernieuwbare energie in de energiemix en met de elektrificatie van de transportsectoren. Ontwikkeling van nieuwe batterijtechnologieën (bijv. volledig vastestof Li-ion) is een complex proces en vereist een efficiënte holistische benadering met aandacht voor chemische, verwerkings- en productieaspecten, beginnend vanaf de vroegste ontwerpstadia. In dit opzicht zijn de mogelijkheden voor opschaling van lage-capaciteits coin cells naar hoge-capaciteits pouch cells met meerdere lagen, samen met geavanceerde karakteriseringsmethoden, echte troeven voor een R&D-laboratorium voor batterijen. Een dergelijke unieke infrastructuur is beschikbaar in het batterijlabo van EnergyVille om de ontwikkeling van nieuwe batterijchemieën en -ontwerpen te versnellen.

Voordelen

EnergyVille biedt met zijn unieke combinatie van batterijexperts en geavanceerde infrastructuur een state-of-the-art R&D omgeving voor batterijen. Naast een coin cell-lijn heeft het batterijlabo een unieke capaciteit voor de voorbereiding van poreuze elektroden tot A4-formaat, met behulp van een reeks geavanceerde meng-, coating- en kalanderapparatuur. Pouch cells van hoge kwaliteit kunnen worden geassembleerd in een dry room van 85 m² met een dauwpunt van -45°C. De dry room herbergt een automatische pouch cell-lijn met een pneumatische snijder, automatische zigzagstapelaar, ultrasoon lasapparaat, pouch sealer en een vacuümkamer om de injectie van de elektrolyt en het opnieuw afdichten na de formatiecyclus te vergemakkelijken. Bovendien is een groep van ex-situ en in-situ karakterisatietechnieken beschikbaar om de elektrochemische en fysische eigenschappen van de cellen en batterijcomponenten (elektroden en elektrolyt) te beoordelen.

Verwerking van slurry & elektrode:

• Slurry mixing: planetaire kogelmolen, horizontale kraalmolen, verticale vacuümmixer, planetaire centrifugaalvacuümmixer
• Desktopcoater (tape casting), geautomatiseerde coater (tape casting & slot-die) met hetelucht-droogkop
• 30 ton kalanderunit met verwarmde rollen

Pouch en coin-cell assemblage:

• Coin cell: drukgestuurde coin cell crimper in glove box
• Pouch cell: halfautomatische pouch cell assemblage in dry room: snijder, zigzagstapelaar, ultrasoon lasapparaat, zijkanten- en tabsealer, vacuümkamer voor elektrolytinjectie

In-situ & ex-situ karakterisering van cell, elektrode of elektrolyt:

• Elektrochemisch: 8-kanaals batterijcycler (tot 15A), 16-kanaals potentiostaat voor geavanceerde elektrochemische karakteriseringstechnieken (tot 400mA), met koel- en verwarmingskamers, roterende ringschijfelektrode (RRDE).
• Fysisch / chemisch: helium-pyknometer om de elektrodeporeusheid te meten, vloeistofdichtheidsmeter voor vloeibare elektrolyten, Karl Fischer titrator voor het meten van het watergehalte, in-situ coin cell calorimeter voor thermische karakterisering van een batterij onder belasting, zeta-potentiaalanalysator voor geconcentreerde oplossingen, reometer voor zowel rotatie- als oscillerende reologische tests, gasmassaspectrometer voor in-situ analyse van gassen tijdens de vormingscyclus van batterijen

Toepassingen

Een breed scala aan projecten kan gerealiseerd worden, van de evaluatie van nieuwe batterijconcepten tot de optimalisatie van bestaande technologieën. 

• Onderzoek en optimalisatie van nieuwe formuleringen voor batterijcomponenten (elektrode, elektrolyt, separator).
• Demonstratie van nieuwe batterijconcepten en ontwerpen in pouch cells met hoge capaciteit.
• Gedetailleerde analyse van elektrochemische en thermische signature van cellen
• Diepgaande analyse van veroudering, foutdetectie en post-mortem analyse
• Beoordeling van compatibiliteit van nieuwe batterij/componentontwerpen met bestaande industriële batterijproductienormen

Klanten

Producenten van batterijcomponenten

• Actieve materialen
• Conductieve additieven
• Binders
• Solventen, zouten en elektrolyttoevoegingen
• Separators en verpakkingsmaterialen

Eindgebruikers van batterijen (bijv. voor residentiële opslag, in elektrische voertuigen):

• Diepgaande analyse van een batterijontwerp of -chemie voor een bepaalde toepassing
• Proof of concept en demonstratie van nieuwe batterijontwerpen in pouch cells