德國EL-CELL-PAT測試儀：電池材料研究的電化學分析工具

位于德國漢堡的EL-CELL GmbH，為電池研究人員提供了多種電化學測試解決方案。

1 品牌與產品概述

EL-CELL GmbH是一家致力于電化學測試設備設計與制造的公司，將機械工程與電化學專業知識相結合，專注于為鋰離子電池等儲能技術的研究提供測試設備。

該公司與電池研究人員保持密切合作，基于實際研究需求不斷優化其產品與服務。

除了提供硬件設備，EL-CELL還配備了電化學研究實驗室，并能夠為學術界和工業界的用戶提供技術研討會、實驗培訓等支持。

2 產品類型

EL-CELL的產品線圍繞電池材料測試與研究而設計，主要涵蓋以下產品：

? PAT系統：新一代電池測試單元，采用模塊化設計。

? 測試單元：用于不同電解質的電池和電容器系統測試。

? 標準測試單元：包括ECC-Std等型號，用于常規電化學測試。

? 電化學膨脹計：如ECD-3-nano，用于測量電極厚度變化。

? 氣體分析測試單元：用于進行氣體和壓力實驗。

? 優化測試單元：針對特定實驗需求設計的測試單元。

? 水性測試單元：適用于水性電解質的測試環境。

? PAT室：溫度控制擴充口，提供穩定的測試環境。

? 高吞吐量塢站：支持高通量應用的電化學工作站。

? 工具和配件：包括切割、沖孔工具、電極對準和組裝工具等。

3 主要型號與技術參數

EL-CELL提供了多種型號的電化學測試設備，以下是主要型號：

? PAT-Tester-i-16：高度集成的多通道測試系統，將電池測試系統、控溫箱和插接站的功能融為一體。

? PAT-Tester-x-8：模塊化電池測試站，支持最多8個獨立測試通道。

? PAT-Cell：采用三電極設計的測試單元，圍繞一次性的PAT-Core構建。

? PAT-Chamber-16：支持高通量應用的電化學工作站。

? ECC-Std：標準扣式電池測試夾具。

? ECC-Ref：參比電極測試單元。

? ECC-Opto-Std：標準光學原位測試單元。

? ECD-4-nano：高分辨率電化學膨脹儀。

? PAT-Stand-4：四通道PAT測試站。

? PAT-Stand-1：通用型測試設備對接站。

3.1 關鍵技術參數

不同型號的PAT測試儀具有各自的技術特點：

? PAT-Tester-i-16集成了電池測試系統、控溫箱和插接站的功能。其主要技術參數包括：16個測試通道，測試電流100mA（配備四個電流檔位），測試電壓±7V，阻抗測試頻率范圍10μHz到10kHz，采樣間隔1ms，溫度控制范圍+5到+80°C。

? PAT-Tester-x-8則采用模塊化設計，測試通道被分離為單獨的設備。每個PAT-Channel-1均配有一個設備齊全的恒電流儀/恒電位儀/阻抗分析儀。其電壓范圍為-7V至+7V，電流為±100mA，帶寬范圍具有500kHz（快速）、50kHz（中）和5kHz（慢）三個選項，采集時間為1毫秒。

? PAT-Cell測試單元采用無連線三電極設計，電池測試器的電連接是通過在電池底部的接觸區域進行的。該電池的設計使用溫度范圍為-20到+70攝氏度。

4 核心特點

EL-CELL的PAT測試儀具有多個核心特點：

? 三電極測試能力：PAT-Cell等測試單元采用三電極設計，能夠在測試全電池性能的同時，測量兩個半電池的電化學數據。這種設計能長期測量，使用可靠的參比電極，可進行超過一千小時的電池測試。

? 模塊化設計：PAT系列測試單元采用模塊化概念，圍繞著PAT-Core構建。PAT-Core是一個一次性的樣品池，用于長時間的測試樣本。這種模塊化設計使電池無需接線，可直接插入PAT電池測試儀或通過PAT擴展塢連接至任何市售電池測試儀/恒電位儀。

? 一次性使用概念：采用一次性PAT-Core組件，避免了重復使用單元組件時可能因腐蝕或交叉污染而產生的錯誤。這不僅提高了測試效率，還不需要清洗或烘干電池組件，減少了實驗準備時間。

? 高精度測量：PAT測試儀提供高精度的測量能力，例如PAT-Tester-x-8的電壓測量精度為FSR的±0.02%，電流測量精度為FSR的±0.05%。PAT-Cell具有高精度18毫米直徑的三明治幾何結構，電極和隔膜中心性優于0.1毫米。

? 集成溫度控制：PAT-Tester-i-16等型號集成了溫度可控的恒溫室，溫度范圍通常為+5到+80°C，為電池測試提供了穩定的溫度環境。

5 應用領域

EL-CELL的PAT測試儀在多個領域有著廣泛應用：

? 鋰離子電池材料研究：用于測試新型電池材料，評估石墨負極、硅基負極、高鎳正極等鋰離子電池材料的電化學性能。PAT-Cell能夠準確地測試一種非質子鋰離子電池材料。

? 新型電池體系開發：適用于鈉離子電池、固態電池等新型電池體系的研究。EL-CELL的設備可用于從非質子或水電解質的電池到電容器系統的測試。

? 電池失效機理分析：通過實時監測電池循環過程中電極的變化，輔助分析容量衰減、內阻增大等失效原因。EL-CELL還參與了SimDural項目，致力于開發鋰離子電池熱失控的仿真模型。

? 電極工藝優化：可用于評估不同粘結劑、導電劑配方或電極壓實密度對電極行為的影響，為優化電極制造工藝提供參考依據。電極上均勻和可復制的機械壓保證了測試結果的可比性。

? 基礎電化學研究：支持循環伏安、阻抗等多種電化學測試方法，用于基礎電化學現象的研究。PAT測試儀可以在各個階段測量全電池及半電池阻抗。

6 結語

EL-CELL的PAT測試儀通過模塊化設計、三電極測試能力和高精度測量等特點，為電池研究人員提供了靈活可靠的測試工具。隨著電池技術的不斷發展，這種專用的測試設備將繼續在電池材料研究和開發中發揮作用。

PAT系列測試單元采用的一次性使用概念，提高了測試效率，同時避免了交叉污染的可能性，為鋰離子電池研究提供了便利。