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      单颗粒力学性能测试系统

      对电池材料颗粒测试压溃强度,可用于评估材料的耐压性,指导辊压工艺,且力学强度高的材料,后续的循环稳定性也会较好。 测试对象:锂电池正负极材料 测试颗粒尺寸:单颗粒粒径大小:5~50μm

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    • 材料表征

      单颗粒电化学性能测试系统

      高质量工况下动态光学成像,以接近光学衍射极限的分辨率纵览真实电池体系内部动态反应过程;超长时间连续稳定拍摄,确保在数以天计的充放电测试过程中测试数据前后定量可比;多种电化学性能测试兼容,反应活性、动力学常数、相变电位、倍率性能、空间异质性分布……多维指标,一机全测。

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    • 全固态电池制程设备->材料表征

      声学共振混合仪

      采用低频声共振混合技术,通过精密控制产生特定频率(通常在55-65Hz区间)的高强度声波振动。这种振动使混合容器内的锂电材料(无论是电极浆料、固态电解质粉末还是高粘度复合体系)作为一个整体发生剧烈的非线性“沸腾”运动,实现宏观对流与微观声流的完美耦合。60Hz配合可高达100g的加速度强度​(相当于火箭推进力的5倍),既能激发物料内部的微观涡流(微声流),又避免高频导致的空化损伤。

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    • 材料表征

      粉末电阻率&压实密度仪

      结合高精度压力控制、厚度和电阻测试系统,四探针和两探针法自由选择,精准测试粉末的电阻率和压实密度,可用于材料研发以及粉末物料批次稳定性监控。 应用:锂(钠)电正负极粉末(LCO/NCM/LFP/Graphite等)、导电剂、固态电解质粉末、其他微米级粉末材料等。

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    • 材料表征

      粉末压实密度仪

      粉末压实密度的测定一方面可作为有效指标监控粉末材料批次间差异,另一方面可作为研发材料评估及工艺优化的有效手段。应用:锂(钠)电正负极粉末(LCO/NCM/LFP/Graphite等)、导电剂、固态电解质粉末、其他微米级粉末材料等。

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    • 材料表征

      浆料电阻仪

      采用上中下三对电极测试浆料不同垂直高度的电阻率,评估不同配方浆料的导电性和随静置时间的沉降性能,助力研发进行浆料配方开发和搅拌工艺稳定性监控。 应用:锂(钠)电正负极浆料和导电剂浆料的材料评估、配方评估、沉降性能评估。

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    • 全固态电池检测解决方案->材料表征

      多维度固态电解质测试系统

      可用于材料粉末层级的综合测试。系统含有氛围保护系统、加压系统、压力测量系统、厚度测量系统、压力锁紧系统、电化学测试系统与一体化软件,可以实现在氛围保护下原位测试固态电解质或电池在不同受压过程中的压实密度与电化学性能变化。

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    • 材料表征->全固态电池检测解决方案

      固态电池高通量力电耦合测试系统

      包含温控系统、电化学性能测试与压力测试系统,可实现RT~80℃条件下的模具电池与软包电池的加压测试,载物托架层采用抽拉式设计,操作方便,可帮助客户实现不同温度下、压力与电化学测试的一体化便捷测试。

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    • 制程表征

      极片电阻仪

      结合高精度压力控制、厚度和电阻测试系统,采用双平面可控压圆盘电极电阻法测试极片的整体穿透内阻,包含涂层电阻、涂层与集流体接触电阻以及集流体电阻的总和,可用于极片配方开发和工艺稳定性监控。 应用:材料评估、工艺评估、电芯失效分析

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    • 制程表征

      极片柔韧性测试系统

      循环测试:可实现单次加压或多次往返测试; 双向测试:测试机构可90℃翻转,支持水平施压以及垂直施压两种测试场景; 离位工装:搭配裁片机和工装,保持极片制样一致性,防止因人员操作导致数据异常; 点检功能:配置第三方计量的标准厚度块&砝码,可定期对设备进行点检。

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    • 制程表征

      极片自动刮粉仪

      优化电池性能,厚涂/分层涂布极片成分分析;为极片整体性能和质量提供工艺验证或反向分析;检测SBR的上浮/异常,作为极片的常规质控项目。

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    • 制程表征

      极片迂曲度测试仪&隔膜离子电导率测试仪

      创造性解决方案: 1. 通过测试极片对称电池的 EIS 来计算极片的迂曲度; 2. 装配简单,自动化测试与分析,简化操作步骤,提高测试效率; 3. 四通道同步测试。

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    • 制程表征

      极片重量法浸润检测设备

      制程工艺评估:评估涂布速度、冷压速度等工艺参数变化后对极片浸润能力的影响; 材料浸润性能评估:评估粉料、binder等材料更换后对极片浸润性能的影响; 电解液浸润性能:评估电解液配方改变后对极片浸润性能的影响。

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    • 制程表征

      极片高度浸润测试仪

      搭载高精度视觉CCD相机与多色环形光源,可对正极/负极/复合隔膜正负极极片进行浸润检测; 大样本库AI检测的加入,增大了测试的准确性。

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    • 制程表征

      极片翻折辊压透光测试仪

      对标锂电行业前工序标准检测工艺,采用精准可控机械翻折+恒压辊压模拟量产工况,对涂布极片进行定角度、定压力折叠辊压处理。

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    • 制程表征

      裸电芯浸润重量测试仪

      面向锂电池卷芯电解液浸润性能评价而开发,本设备显著提升了测试过程的一致性与重复性。 1、自动举升平台与实时称重联动减少了人为操作差异对测试结果的影响; 2、恒定液位设计有效抑制了浮力变化带来的系统误差,使所获得的质量/时间曲线更真实地反映卷芯自身的浸润行为。

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    • 电芯原位产气表征

      原位产气体积监控仪

      多层级产气测试:材料产气 → 单层叠片电池产气 → 小软包电池产气 → 铝壳电池产气(方形或圆柱);多个温度点调节:常温测试 → 高低温测试(RT~85℃水浴控温);多角度产气分析:产气体积 → 产气气压 → 产气成分分析

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    • 电芯原位产气表征

      原位多通道存储产气测试系统

      原位高温存储测试,避免移动带来温度误差;扫码枪+软件数据直接记录,直接生成数据结果,便于分析;适应多通道存储。

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    • 电芯原位产气表征

      方壳&圆柱内压测试系统

      适用于圆柱电池、方壳电池,注液孔尺寸直径:>7mm;量程:2MPa;传感器精度:0.3%F.S;通道数:8通道。

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    • 电芯原位产气表征

      EOL电芯瞬时气压测试系统

      可用于测试拆解 EOL 电芯瞬时气压测试以及异常电池气压测试,反馈电池的瞬时最大气压值。采样频率 :50ms;传感器精度可达 0.3%F.S;含测试、显示、保存数据功能一体;无需插电使用,可对该仪器进行充电。

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    • 电芯原位膨胀表征

      多通道可控温电池原位膨胀分析系统

      多通道可控温电池原位膨胀分析系统CBS1400,可实现多通道原位表征消费类电池,助力消费类电池膨胀分析从而配套硬件设计。

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    • 电芯原位膨胀表征

      圆柱电池原位膨胀测试系统

      光学成像+三维重构+实时在线监控;非接触、无损;高通量检测,适配大规模生产。

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    • 电化学表征

      电化学性能分析仪

      支持电化学阻抗谱EIS,多扫速循环伏安法(CV),线性扫描伏安法(LSV),GITT/PITT/CA/CP测试。支持寿命预测基准数据,精准库伦效率,电池自放电,材料微小副反应测试。电压&电流精度高达0.01%;高达纳安级别的电流控制。

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    • 电化学表征

      电池阻抗测试仪

      “工业级”电池阻抗测试与应用方案:大容量电池的阻抗测试(单次&循环测试);电池一致性分选(异常电池筛查);SOH快速预估(梯次利用);电池失效分析(生产问题排查)。

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    • 电化学表征

      快速电池阻抗筛分系统

      电池一致性快速批量分选;SOH快速预估与电池梯次利用。

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    • 智慧实验室

      自动扣电组装系统

      对电池材料颗粒测试压溃强度,可用于评估材料的耐压性,指导辊压工艺,且力学强度高的材料,后续的循环稳定性也会较好。

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    • 智慧实验室

      自动对称电池组装系统

      可实现双面涂布极片的自动切割和涂层自动刮粉; 辅助人工进行电池组装; 电池自动注液、铝塑膜三边封口; 电池组装过程可溯源。

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新利器!声学共振重塑锂电材料分散逻辑

2026-07-30

 

 

 

 

1、引言

 

动力电池、全固态电池的性能提升瓶颈,往往集中在制浆、粉体包覆、固态电解质制备等混合工序。行业内长期普遍采用搅拌、球磨、超声、脱泡机等工艺设备。但伴随着高固含量浆料、碳纳米管导电剂、硫化物固态电解质等新型材料逐步产业化,传统依靠局部强剪切作用的混合方案,不断暴露出物料分层、纳米粉体团聚、介质引入杂质、加工周期漫长等一系列痛点。

声学共振混合技术跳出桨叶、磨球、超声探头这类接触式混合的固有框架,依托60Hz低频共振以及最高可达100g全域加速度搭建全新多尺度混合体系,在底层作用机理上与传统工艺形成明显本质差异,有望成为锂电材料研发与量产环节重要的新工艺备选方案。

2、各类混合分散工艺的固有短板

 

 

 

图1. 各类传统工艺的固有短板

在锂电池浆料制备体系中,行星搅拌、超声分散、离心脱泡等传统工艺均受限于能量施加形式与空间作用边界的固有约束:要么依靠局部接触式剪切、撞击实现分散,存在能量分布不均、混合死角、局部过热、磨损引入杂质等问题;要么仅能完成脱泡等单一功能,不具备打散微观硬团聚的能力,且容易因外力场诱发浆料沉降分层。传统装备很难在一套工序里同时平衡全域均质混合、粉体温和解团聚、气泡脱除、体系控温、低杂质污染多项相互制约的工艺目标。

 

3、100g加速度声学共振

 

绝大多数人对加速度 “g值”只有模糊概念,我们用直观场景对标:家用轿车急加速仅0.2~0.6g,民航客机起飞约3g,战斗机极限过载6g,火箭升空峰值加速度不超过23g,而声学共振设备最高可稳定输出100g振动加速度。力学层面,1kg物料在100g工况下,等同于持续承受100kg自重的往复冲击共振;微观颗粒会在容器内无规则高速往复运动,重力带来的沉降、分层效应被大幅削弱。

图2. 声学共振混合仪的振动加速度

4、 全域流化力,革新物料混合方式

 

声学共振技术依托共振平台驱动容器产生60Hz区间低频垂直宏观共振,在粉体或料液内部激发纵向声波,形成宏观整体环流与微观声流耦合共存的独特流场体系(如图3)。在垂直方向快速往复激励作用下,容器内物料同步产生大范围宏观混合流;纵向声波进一步诱导料液内部生成大量微观强混合涡旋。物料之间、物料与器壁、物料与内置强化单元持续发生相对滑移、摩擦与碰撞,显著强化体系内部传质、换热过程,加速各类物理分散或混合进程。

该技术依靠大位移低频共振均匀释放能量,全程无需桨叶、磨球、超声探头等接触式搅拌构件介入,容器内全域物料同步参与流动,不存在混合死角。依托宏观振动效应与微观声流流动协同作用,系统可灵活调控剪切强度,在弱剪切至可控强剪切区间实现粉体分散、颗粒包覆、液相乳化、颗粒细化、机械化学反应等过程强化。

图3. 声学共振耦合全域流场作用示意图

5、声学共振技术适配的锂电场景

 

图4. 元能科技声学共振混合仪MDE600

元能科技声学共振混合仪MDE600采用低频声学共振混合技术,通过精密控制产生特定频率(通常在55-65Hz区间,不同体系适配频率不同)的高强度声波振动。该设备可选择不同的容器类型和容量、灵活调控共振加速度和时间,实现弱/强剪切区间切换,适配湿法和干法等不同工艺场景。

图5.声学共振技术可适配的锂电场景

6、展望

 

整体而言,元能科技的声学共振设备依靠全域高强度的往复声学作用,在物相的混合和分散场景上形成独特差异化优势,为下一代高性能锂电池提供全新混合解决方案。目前该技术已开始在产业界内进行应用场景测试验证,随着干法电极、全固态电池技术的发展,声学共振技术的应用场景有望进一步拓展。

客观而言,当前该技术虽已在锂电行业开展部分材料体系应用验证,但尚未形成系统化、标准化工艺体系,仍需结合各类材料体系搭建完善的标准化工艺数据库;整体仍处于产业落地培育阶段,实验室设备放大、产线规模化批量推广均存在阶段性应用约束。元能科技诚挚邀约行业上下游企业、科研院所携手开展联合工艺开发,共同完善声学共振混合配套工艺体系,推动该新型混合技术加速落地量产,助力锂电池、全固态电池制造工艺升级革新。