Challenge #4: Necessità di soddisfare le condizioni di prova
A livello di laboratorio, quando si testano nuovi materiali o configurazioni (oltre ai normali cicli), una delle tecniche più informative riguardanti lo stato della batteria è la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS). Con l'EIS è possibile separare e studiare diversi fenomeni all'interno di ciascun componente (ad esempio, materiali degli elettrodi, elettrolita) o alle interfacce.
Consulta alcune delle nostre note applicative correlate per saperne di più sull'EIS e sulle sue applicazioni per le batterie.
Septtroscopia ad impedenza elettrochimica (EIS) Part 1 – Principi base
Septtroscopia ad impedenza elettrochimica (EIS) Part 2 – Setpup sperimentale
L'EIS viene utilizzato sulle batterie per comprendere le proprietà fisiche dinamiche, come la conduttività degli elettroliti, il trasferimento di elettroni nella massa, le capacità ai confini di fase e altro ancora [5]. Si prevede che questi parametri possano essere misurati durante il funzionamento della batteria ed essere analizzati per fornire informazioni sul suo stato di salute (SoH) o stato di carica (SoC).
Una peculiarità degli SSB è che le proprietà della maggior parte degli elettroliti solidi possono essere osservate solo a frequenze molto elevate (> 1–5 MHz). Ciò rappresenta una sfida per la misurazione di queste proprietà. Pochissimi potenziostati/galvanostati possono misurare oltre poche centinaia di kHz (come VIONIC powered by INTELLO), mentre le proprietà di massa degli SSB sono accessibili solo da 1 MHz fino a 10 MHz.
L'EIS è stato applicato con successo per decifrare gli effetti della pressione provenienti dai confini tra i grani e i grani stessi negli elettroliti solidi (Figura 3). Ciò rende l'EIS uno strumento ideale per indagare sull'aumento della porosità, ovvero sulle fessurazioni che colpiscono i materiali sfusi e le loro interfacce. Ad esempio, gli effetti della pressione positiva durante il ciclo o il funzionamento sono stati monitorati dall'EIS e attribuiti all'aumento della conduttività tra i grani, mentre la conduttività complessiva dei grani rimane invariata. Ciò significa che gli SSB beneficiano della pressione applicata/controllata durante il funzionamento, che dovrebbe guidare la progettazione di celle e pacchi futuri.