Substituir os veículos tradicionais movidos a combustível por opções movidas a bateria é essencial para reduzir o dióxido de carbono (CO₂) emissões. Este gás com efeito de estufa é resultado da combustão de combustíveis fósseis – limitar a sua entrada na atmosfera também influenciará os seus efeitos no aquecimento global. A produção de veículos eléctricos (VE) movidos a bateria continua a aumentar à medida que mais governos planeiam proibir a utilização de motores de combustão no futuro e os fabricantes de automóveis se comprometem com a eliminação progressiva da produção de motores de combustão. A Agência Internacional de Energia prevê que até 2030 60% de todas as vendas de automóveis novos serão VE. Ao mesmo tempo, as fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, requerem capacidades de armazenamento de eletricidade. As baterias são atualmente os materiais mais escaláveis para armazenar o excesso de eletricidade, e este mercado tem vindo a crescer de forma constante à medida que os países começam a investir em soluções de armazenamento de energia.

As baterias de íons de lítio (baterias de íons de lítio) são as opções recarregáveis de armazenamento de energia mais comuns disponíveis atualmente. A produção de baterias de íon-lítio precisa seguir rigorosos padrões de qualidade. O teor de água, o teor residual de álcalis ou impurezas iônicas podem ter um impacto negativo na segurança e na capacidade de armazenamento da bateria final. Enquanto isso, a composição dos materiais catódicos ou do eletrólito pode influenciar os custos de fabricação e as qualidades de desempenho das baterias de íon-lítio. Este white paper explica como a titulação e a cromatografia iônica podem ser usadas para monitorar vários parâmetros de qualidade durante a produção de baterias de íons de lítio.

• Vestígios de água pode impactar negativamente o desempenho eletroquímico das baterias de íons de lítio, levar à formação de HF tóxico e alterar o conteúdo alcalino residual. A titulação coulométrica Karl Fischer é ideal para determinar o conteúdo de água em níveis vestigiais em vários materiais e componentes de baterias de íon-lítio.
• Álcali residual (bases superficiais) pode se formar quando os materiais do cátodo são expostos ao ar ambiente. Um alto teor residual de álcali pode impactar negativamente a preparação da pasta do cátodo. Pode ocorrer gelificação, causando problemas de processamento durante o processo de fabricação da bateria. A titulação ácido-base pode ser usada para determinar não apenas o conteúdo alcalino residual, mas também a pureza das matérias-primas de lítio.
• Os cátodos das baterias de íon-lítio são geralmente de lítio óxidos metálicos. Os metais mais comuns são cobalto, níquel, manganês, ou ferro. O conhecimento da composição metálica exata das soluções de partida e do cátodo final é essencial para otimizar os custos de fabricação. A titulação potenciométrica é uma tecnologia de análise comprovada e econômica usada para determinar a composição metálica de materiais catódicos.
• Hexafluorofosfato de lítio (LiPF₆) é a principal fonte de íons de lítio usada em eletrólito. No entanto, LiPF₆ não é um sal estável e, portanto, sais de borato de lítio ou lítio à base de imida sais são frequentemente usados como aditivos. A cromatografia iônica é uma tecnologia analítica adequada para determinar a composição dos vários sais de lítio dentro do eletrólito.
• Impurezas iônicas em baterias de íon-lítio têm um efeito prejudicial no desempenho da bateria. Por exemplo, eles podem influenciar negativamente a interfase do eletrólito sólido (SEI). A cromatografia de íons é ideal para detectar impurezas iônicas em níveis vestigiais nas matérias-primas usadas para produzir eletrólitos, cátodos ou materiais anódicos.

Baixe o white paper gratuito para saber mais sobre a análise química desses parâmetros de qualidade para a produção de baterias de íons de lítio.

Para uma visão geral das análises analíticas e eletroquímicas para a indústria de baterias oferecidas pela Metrohm, baixe nosso folheto gratuito:

Pesquisa e produção de baterias (8.000.5429, PDF, 248 KB)