fr.wedoany.com Rapport : Waters Corporation a lancé un calorimètre différentiel à balayage (DSC) pour piles bouton TA Instruments, spécialement conçu pour les scientifiques spécialisés dans les batteries. Cet appareil permet de tester directement des piles bouton entièrement assemblées, éliminant ainsi les étapes de préparation d’échantillons chronophages et offrant un nouvel outil pour les tests de sécurité des batteries.

Cet instrument intègre des fonctions d’analyse du flux thermique, des gaz émis et électrochimique, permettant d’obtenir des données multidimensionnelles en une seule expérience et d’aider les chercheurs à identifier plus tôt les phénomènes d’emballement thermique. Il ne nécessite pas de démontage de la batterie, et sa conception unique de batterie complète réduit le temps de préparation des échantillons de plus de 90 %. De plus, sa plage de température s’étend de -80 °C à 600 °C, ce qui le rend utilisable pour le développement de batteries ainsi que pour les étapes d’assurance qualité et de contrôle qualité (AQ/CQ).

En tant que seul appareil commercial de ce type actuellement disponible, le DSC pour piles bouton permet aux chercheurs d’obtenir simultanément des données thermiques, des informations sur les gaz émis et des indicateurs de performance électrochimique de la batterie complète. En intégrant la surveillance de la tension et les fonctions de charge/décharge, les utilisateurs peuvent directement corréler le comportement thermique et électrochimique, anticipant ainsi les risques d’emballement thermique et de défaillance de la batterie. Cet appareil peut également être couplé à la spectrométrie de masse (MS), à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) ou à la chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS) pour une analyse directe des composants des gaz d’échappement.

Yu Cheng, vice-président de la recherche et du développement en science des matériaux et des solutions produits chez Waters Corporation, a déclaré que la capture simultanée des données thermiques, des gaz émis et électrochimiques est non seulement plus rapide, mais permet également de corréler plusieurs types de données d’un même échantillon, offrant ainsi des informations plus précises dès les premières phases de développement. Il a souligné que la large plage de température du système et son flux de travail simplifié visent à réduire la complexité des expériences et à dépasser les méthodes existantes.

Cet appareil, grâce à l’introduction d’une conception unique de capsule, élimine les étapes de démontage manuel chronophages, réduisant le temps moyen de préparation des échantillons de plus de 90 %, tout en préservant l’intégrité des échantillons et en accélérant la génération de données.

Le nouveau système intègre des performances thermiques avancées, un flux de travail efficace et une acquisition de données multidimensionnelles sur une même plateforme. Avec sa plage de température de -80 °C à 600 °C, leader du secteur (1), il permet une analyse complète du comportement des batteries dans des conditions de basse et haute température, élargissant ainsi les perspectives d’application en R&D et en AQ/CQ.

Shirley Meng, professeure à la Pritzker School of Molecular Engineering de l’Université de Chicago et directrice de l’Energy Storage Research Alliance (ESRA), a commenté que l’industrie des batteries a longtemps eu besoin d’une solution capable de combler l’écart entre l’analyse thermique des matériaux et les tests DSC sur batteries complètes. Elle estime que cette technologie, en intégrant l’analyse des gaz et les données électrochimiques, permet d’évaluer la stabilité thermique des batteries complètes, ce qui est essentiel pour faire progresser la recherche précoce sur la sécurité des batteries.

Comparé aux méthodes traditionnelles de test de sécurité des batteries, telles que la calorimétrie accélérée (ARC), qui sont généralement utilisées tardivement en R&D, nécessitent des batteries de grande taille, des installations spécialisées et des temps d’expérience longs, le DSC pour piles bouton permet d’évaluer directement les piles bouton complètes à un stade plus précoce et plus rapidement, simplifiant ainsi le processus de développement et réduisant les risques.

Actuellement, le DSC pour piles bouton TA Instruments de Waters est ouvert à la commande, et les livraisons devraient commencer en août 2026.