Redox.me – Dreielektroden-Batterietestzelle

Beschreibung

Diese Testzelle wurde als hochwertige Alternative zu Konstruktionen vom Typ Swagelok entwickelt und dient der reproduzierbaren elektrochemischen Messung von Batterie- und Superkondensatormaterialien.

Die Zelle besteht aus zwei Hauptelementen:

1. der Zellfuß mit Mikrometerschraube und Druckfeder, der eine präzise Steuerung des auf das Elektroden-Sandwich ausgeübten Drucks ermöglicht; und
2. Elektrodenkassette, in der sich die Anode, die Kathode und die Referenzelektrode befinden.

Die (standardmäßige) Elektrodenkartusche und die Stößel sind für planare Elektroden mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Gesamtdicke des Sandwichaufbaus von 2,5 mm ausgelegt. Der Durchmesser des Separators muss mindestens 2 mm größer sein als der Elektrodendurchmesser (max. 22 mm). Der Sicherungsring fixiert den Separator in der Elektrodenkassette und ermöglicht so ein einfaches und sicheres Einsetzen der Elektroden bei gleichzeitiger Gewährleistung einer exakten Ausrichtung. Die oberen und unteren Elektrodenstößel sind in verschiedenen Materialien erhältlich: Edelstahl 316L (Standard), Kupfer, Aluminium, Nickel usw. Die stiftförmige Referenzelektrode wird von der Seite der Elektrodenkassette aus eingesetzt. Dank der scharfkantigen Öffnung am Ende des Stifts lässt sich die Referenzelektrode (Li/Na/K usw.) leicht aus der Metallfolie ausstanzen und direkt in die Zelle einsetzen. Die Magnethalterung ermöglicht eine schnelle Montage der Kartusche im Zellensockel. Die auf die Elektroden ausgeübte Kraft kann bis zu 90 N betragen und wird über den Mikrometer-Einstellknopf justiert. Bei 2-Elektroden-Messungen kann die Durchführungsöffnung für die Referenzelektrode mit dem Referenzelektroden-Stanzer verschlossen werden.

Die Zellenelemente bestehen aus Materialien, die gegenüber der Probe inert sind (Edelstahl und PEEK). Sie eignen sich gut für wässrige (FKM- und EPDM-O-Ringe) sowie organische Lösungsmittel (FFKM-O-Ringe) als Elektrolyte. Ein guter elektrischer Kontakt wird durch vergoldete Stifte gewährleistet. Die Konstruktion ist gasdicht und lässt sich mühelos im Handschuhkasten zusammenbauen, wodurch mögliche menschliche Fehler auf ein Minimum reduziert werden.

Varianten

• Elektrolyt auf Wasserbasis
• Elektrolyt auf organischer Basis

Anwendungsleitfaden
Diese Zelle kann für alle gängigen Batteriemessungen verwendet werden, wie beispielsweise galvanostatische Zyklen, zyklische Voltammetrie oder elektrochemische Impedanzspektroskopie. Es können sowohl flüssige als auch Festkörper- oder Gel-Polymer-Elektrolyte untersucht werden. Darüber hinaus lassen sich die Eigenschaften und die Leistung von Superkondensatormaterialien untersuchen. Es können verschiedene Materialien untersucht werden, darunter typische Li-Ionen-Elektroden (Graphit, NMC, LTO usw.) sowie andere Chemien – Natrium, Magnesium, Kalium usw. Die Zelle eignet sich zudem zur Messung der Ionenleitfähigkeit von Separatoren und Elektrolyten. Dank des Mikrometer-Einstellknopfs lässt sich der Zusammenhang zwischen dem auf die Zelle ausgeübten Anfangsdruck und der Leistung von Festkörperelektrolyten oder dem Metallbeschichtungsprozess (anodenfreie Systeme) untersuchen.

Die obige Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen dem auf den Elektrodenstapel ausgeübten Druck und dem vom Kontaktpunkt zurückgelegten Weg. Der Kontaktpunkt lässt sich durch Überprüfung der offenen Klemmen-Spannung (OCV) (siehe Video im Handbuch) oder durch Berechnung ermitteln. Um den Kontaktpunkt zu berechnen, ziehen Sie die Dicke des Elektrodenstapels von 4 mm ab. Beispielsweise beträgt bei einem 0,9-mm-Elektrodenstapel der Kontaktpunkt (d. h. der Messwert an der Mikrometerschraube) 4 mm – 0,9 mm = 3,1 mm. Daher sollten Sie die Mikrometerschraube auf 3,1 mm einstellen und ab diesem Punkt das Verhältnis von Weg und Druck messen.

Bedienungsanleitung mit Video

Technische Daten

• Empfohlener Elektrodendurchmesser: 18 mm (weitere Optionen: 12 mm, 15 mm, 16 mm)
• Empfohlener Mindestdurchmesser des Separators: Elektrodendurchmesser + 2 mm (max. 22 mm)
• Maximale Dicke des Elektroden-Sandwichs: 2,5 mm
• Federkonstante: 10,86 N/mm
• Maximale Federkraft: 90 N
• Betriebstemperatur: -40 °C – 80 °C (Standard)

Intrastat-Daten

• HS-Code: 90309000
• Herkunftsland: Schweden
• Nettogewicht: 400 g

Lieferumfang

• 1 x Zellbasis
• 1 x Kompressionssteuergerät
• 1 x Dreielektroden-Kartusche
• 1 x Referenzelektrodenstempel
• 1 x oberer Kolben (Edelstahl)
• 1 x unterer Kolben (Edelstahl)
• 1 x Separator-Sicherungsring
• 1 x vergoldeter Kolben
• 1 x Druckfeder
• 2 x vergoldete Stiftkontakte
• 1 Satz O-Ringe
• 1 Satz mit 3 Kabeladaptern von 1 mm auf 4 mm Bananenstecker
• 1 x Werkzeug zum Entfernen des Elektrodenstempels

Verwandter Artikel:
Redoxpotential