Elektrodformulering och beläggning

RISE formuleringslabb är fullt utrustat med utrustning i form av olika mixers och homogenisatorer och expertis för att täcka behoven inom slurryformulering och karakterisering.

När man utforskar nya eller alternativa råvaror behöver den grundläggande formuleringen ofta omarbetas. Med gedigen erfarenheten av att hjälpa olika industrier med formulerings- och beläggningsprocesser i bagaget har RISE experter de verktyg som krävs för att stödja forskning, utveckling och validering i laboratorieskala, med att t.ex. optimera slurry-reologi, partikelstorlek, stabilitet och sedimenteringstider och av att utföra fysikalisk-kemisk analys. Våra experter kan hjälpa till i uppskalningsuppdrag med hjälp av utrustning för såväl batch- som in-line processer.

På RISE finns anläggningar för olika typer av beläggningsutrustning för elektrodtillverkning, såsom comma bar- och slot-die-beläggning. Vi har även utrustning för elektrodbeläggning vid torra betingelser med hjälp av extrudering, samt blandare och spraytekniker för pulver. Våra experter kan hjälpa till med processutveckling eller verifiering/utvärdering av olika våt- eller torr-beläggningsmetoder för den produktionsprocess som är aktuell för er tillverkningsprocess.

RISE har tillgång till instrumentering för djupgående fysikalisk-kemisk analys av belagda elektroder. God vätbarhet av batterielektroder och separatorer är väsentligt för att säkerställa hög jonrörlighet och tillräcklig vidhäftning mellan de olika gränssnitten. RISE har flera möjligheter att bestämma vätbarhet, både i form av kontaktvinkelmätningar, vätning av porösa material med krafttensiometri samt statisk och dynamisk ytspänning.

Vidhäftningsförmåga för beläggningen av ytan för elektroderna som samlar strömmen kan bestämmas enligt standardiserade metoder genom att använda testutrustning för glid-/avdragning. Över lag är RISE välutrustat när det gäller ytanalys av gränssnitten i en battericell. Kemisk förståelse kan nås med hjälp av röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS), Fouriertransform infraröd spektroskopi (FTIR), konfokal Ramanmikroskopi och energidispergerande röntgenspektroskopi (EDS). Morfologisk och strukturell information kan erhållas genom svepelektronmikroskopi (SEM), atomic force microscopy (AFM) och profilometri.

Med dedikerade experter inom storskalig forskningsinfrastruktur (LSRI) kan RISE också stödja dig med att fullt ut utnyttja nationella forskningsfaciliteter som Max IV eller ESS, specifikt för industriell forskning.

Som ett led i att underlätta att möta det ökande behovet av att ersätta skadliga kemikalier med negativ miljöpåverkan har RISE utvecklat simuleringsverktyget - RISE Rapid Substitution Tool - som underlättar processen för företag som vill anpassa sig till nya regelverk och ersätta och optimera produktformuleringar. Verktyget förenklar den komplexa process kemisk substitution ofta är förknippad med, genom att använda information från databaser för diverse områden som toxicitet, farodata, miljöeffekter, ögonirritation, hudgenomträngning, priser och till och med sensoriska egenskaper som lukter. Genom utnyttja verktyget har många industrier framgångsrikt lyckats angripa problemen inom kemisk substitution, säkerställt efterlevnad av bestämmelser, minskat miljöpåverkan och optimerat produktformuleringar.

HSP-programmet gör att tidskrävande experimentella trial-and-error-försök kan undvikas och erbjuder ett snabbt tillvägagångssätt genom att in silico-screena ett stort antal potentiella materialalternativ. Verktyget möjliggör identifiering av mycket relevanta alternativ, vilket minskar antalet nödvändiga försök och tester och sänker den totalkostnaden för substitutionsprocessen. Således kan man fokusera på material som har större sannolikhet för att gynnsamma löslighets- och kompatibilitetsprofiler, vilket påskyndar processen och förbättrar effektiviteten för att upptäcka nya material. Med detta tillvägagångssätt kan man ersätta lösningsmedel som vanligtvis används i batterier som NMP (N-metyl, 2-pyrrolidon) såväl som bindemedel som (PVdF) polyvinyliden-di-fluorid.