Stanowisko badań ogniw Li‑ion i Na‑ion
Stanowisko do badań elektrochemicznych ogniw litowo-jonowych (Li-ion) oraz sodowo-jonowych (Na-ion) wyposażone jest
w zaawansowaną infrastrukturę umożliwiającą kompleksową ocenę materiałów elektrodowych i elektrolitowych. Specjalizuje się ono
w badaniach nad elektrolitami stałymi, stanowiącymi kluczowy element rozwoju bezpiecznych i wysokowydajnych systemów magazynowania energii nowej generacji.
Główny potencjał badawczy stanowiska koncentruje się na analizie korelacji pomiędzy właściwościami strukturalnymi
a elektrochemicznymi materiałów stosowanych w ogniwach. Umożliwia to prowadzenie prac rozwojowych nad technologiami pozwalającymi zwiększyć gęstość energii akumulatorów, poprawić ich stabilność cykliczną oraz podnieść poziom bezpieczeństwa użytkowania.
Stanowisko wyposażone jest w komorę rękawicową z atmosferą argonu, zapewniającą kontrolowane warunki niezbędne do pracy
z reaktywnymi materiałami wrażliwymi na powietrze. Dostępny potencjostat/galwanostat umożliwia prowadzenie standardowych testów elektrochemicznych, natomiast dedykowane przystawki pozwalają na wykonywanie pomiarów strukturalnych w atmosferze ochronnej.
Połączenie wyspecjalizowanej aparatury z doświadczeniem badawczym umożliwia prowadzenie zaawansowanych prac obejmujących:
Stanowisko stanowi nowoczesną platformę badawczą umożliwiającą rozwój innowacyjnych materiałów i technologii dla przyszłych systemów magazynowania energii.
dr inż. Emil Hanc
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
Pracownia Geochemii Stosowanej i Inżynierii Środowiska
ul. Wybickiego 7A
31-261 Kraków
Tel.: (+48) 12 617-16-69, 609 922 949
E-mail: emilhanc@meeri.pl
Laboratorium oferuje zaawansowane usługi badawcze w zakresie elektrochemicznych systemów magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem ogniw litowo-jonowych (Li-ion) oraz sodowo-jonowych (Na-ion).
Zakres realizowanych prac obejmuje w szczególności:
• charakterystykę elektrochemiczną materiałów elektrodowych i elektrolitowych,
• badania przewodnictwa jonowego elektrolitów stałych,
• ocenę kompatybilności układów elektrolit–elektroda,
• projektowanie, konstrukcję oraz testowanie ogniw w różnych konfiguracjach (coin cells, układy laboratoryjne),
• analizę stabilności cyklicznej oraz wydajności energetycznej ogniw,
• badania procesów degradacyjnych zachodzących w materiałach aktywnych,
• testy w atmosferze ochronnej (materiały wrażliwe na powietrze i wilgoć),
• opracowanie i optymalizację nowych materiałów dla systemów magazynowania energii nowej generacji.
Laboratorium realizuje zarówno projekty badawcze, jak i prace zlecone dla podmiotów zewnętrznych, w tym jednostek naukowych oraz przemysłu.
• Realizacja projektu badawczego finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (program SONATA) pt. „Opracowanie
i badanie właściwości nowej generacji ultra-tanich katolitów dla ogniw Na-ion ze stałym elektrolitem”, obejmującego rozwój przełomowych materiałów dla systemów magazynowania energii nowej generacji oraz ich zaawansowaną charakterystykę elektrochemiczną i strukturalną.
• Realizacja międzynarodowego projektu badawczo-rozwojowego finansowanego przez Narodowe Centrum Badań
i Rozwoju w ramach XII konkursu polsko-tajwańskiego pt. „Hybrydowe ogniwa Li/Na jako bezpieczna i tania technologia post-lithium”, ukierunkowanego na opracowanie innowacyjnych, wysokobezpiecznych architektur ogniw elektrochemicznych o obniżonych kosztach wytwarzania.
• Realizacja specjalistycznych prac badawczo-rozwojowych na zlecenie przedsiębiorstw z sektora produkcji ogniw litowo-jonowych, obejmujących pogłębioną analizę parametrów pracy, identyfikację mechanizmów degradacji oraz zaawansowaną interpretację danych elektrochemicznych.
• Współpraca z podmiotami z branży automotive w zakresie analizy rzeczywistych danych eksploatacyjnych ogniw stosowanych w pojazdach elektrycznych, w tym modelowania ich trwałości, oceny niezawodności oraz identyfikacji czynników wpływających na bezpieczeństwo systemów magazynowania energii.
• Świadczenie eksperckiego doradztwa w zakresie bezpieczeństwa i optymalizacji pracy systemów elektrochemicznego magazynowania energii, obejmującego analizę ryzyka, identyfikację krytycznych mechanizmów degradacyjnych oraz rekomendacje technologiczne dla zastosowań przemysłowych.
Laboratorium dysponuje nowoczesną infrastrukturą badawczą umożliwiającą prowadzenie kompleksowych badań elektrochemicznych:
• komora rękawicowa mBraun Unilab z atmosferą argonu i kontrolą temperatury
• wielokanałowy potencjostat/galwanostat BioLogic BCS-905n z funkcją EIS
• potencjostat/galwanostat BioLogic SP-200
• piec komorowy do temp 1100°C FD1310M-33
• prasa izostatyczna Specac do 15 ton
