弗罗伊登堡密封技术公司已经扩展了其材料测试能力，包括用于密封和安全维护锂离子电池的橡胶、弹性体和热塑性塑料的性能和兼容性评估。该公司在密歇根州普利茅斯安装了复杂的设备，并采用了新的测试协议。，该中心实验室将提供决定性的数据，说明哪些材料在持续暴露于严酷的电解溶液中能够最佳地抵抗击穿。到目前为止，私营部门还没有现成的数据。
弗罗伊登堡密封技术公司在普利茅斯中央实验室安装了复杂的隔离和密封室，继续建立其锂离子电池专业知识。该测试室允许该公司安全地对接触腐蚀性锂电解溶液的材料进行暴露测试。从左起，化学家罗杰·纳提维达德和迈克尔·萨鲁纳在室内设置设备。
六位数投资的核心是一个特别设计的隔离和密封室(IsoC)，使技术人员可以安全地使用锂离子电池电池中发现的非常强的锂电解溶液进行暴露测试。当这些溶液暴露在氧气和周围空气中的湿气中时，是挥发的、有毒的和易燃的。IsoC是一个6乘3乘3英尺的双腔玻璃和钢外壳，允许化学家在受控、惰性和无湿度的环境中工作。
此外，Freudenberg seal Technologies公司还投资了一套复杂的远程测控系统，该系统可实现24/7实时的IsoC远程监控、从头到脚的防护装备和化学家专用的特殊呼吸器、无反应的镍基浸泡容器、安全监测和报警系统，以及每加仑造价数千美元的电解溶液。
弗罗伊登堡密封技术公司美洲研发总监F. Joseph Walker说:“我们现在可以为客户提供基于科学数据的设计安全。”“我们采取这一积极的步骤是为了代表我们的客户，也是为了应对锂离子电池在各种应用中越来越多的使用。以前的工作是确定材料对电解质的影响。这项工作的重点是电解质对材料的影响。”
一个不断增长的市场
多位分析师预测，随着汽车、建筑农业、采矿、商业卡车、休闲汽车、船舶、火车和电子行业电池使用量的增加，锂离子电池市场将在未来五年内实现两位数的增长。作为回应，锂离子电池的开发人员正在不断探索使这些可持续能源设备在充电周期中更强大、更强劲和更快的方法。电解溶液直接影响这些性能问题。新的和增强的电解溶剂不断推出。虽然这些溶剂可以加快锂离子在电池正极和负极之间的交换，从而最终影响能量放电和充电速率，但它们也会使密封件、垫片和其他电池组件不断暴露在活性、易燃、腐蚀性和危险化学物质的混合中。
弗罗伊登伯格公司花费了几十年的时间进行全面的物理和分析材料测试，以记录材料在不同流体、材料和应力条件下的性能和兼容性。该公司根据结果组装的数据库为其出售给客户的组件提供了规范指导和材料基准。
然而，锂离子材料测试需要一系列独特的输入才能安全成功。中央实验室正在使用的新设备和检测方法提供了这些输入。
新的测试，新的要求
Freudenberg密封技术公司的Michael Saruna说:“我们所有的暴露测试都必须在IsoC中无氧、无水的环境中进行。”Michael Saruna是中央实验室负责电解质溶液中材料测试的化学家。“电解溶液暴露在空气中可能会导致危险的情况，所以我们必须在IsoC的设计过程中考虑到安全和我们保持受控环境的能力。”
IsoC的双腔允许Saruna将测试样品安装在第一个腔室中，从该腔室中清除所有空气、氧气和水分，然后将它们转移到第二个更大的IsoC腔室进行暴露测试。材料将被电解溶液浸泡至少1000小时，然后去污，以确保它们从IsoC中移除是安全的。然后，他们将接受该公司标准的物理和分析测试方法。
弗罗伊登伯格将在浸入式测试中使用两种电解溶液——一种是锂离子电池中常用的电解溶液，另一种是作为对照生产的电解溶液。该公司将测试一系列的材料，从其独特的专有材料开始，然后继续测试用于这些电池的商用材料。
“基准测试将为我们提供发现兼容性和性能差距的能力，”Walker说。“然后我们可以开发材料程序和组件来填补这些空白。”
安全第一
测试锂离子电池材料暴露在电解液中的风险是真实存在的，而控制这些材料的成本也是只有少数几所大学成为其他机构进行此类测试的原因之一。中央实验室团队重新设计了安全标准，以包括尽可能多的安全预防措施。在处理电解液时，需要全套的防护装备。急救箱里存放着特殊的处理方法，可以对抗锂电解质溶液中的腐蚀性化学物质。设有报警系统，以监测泄漏、泄漏、气体形成或其他危险。最重要的安全功能之一是实验室化学家能够随时随地使用笔记本电脑、手机或平板电脑远程监测浸泡样品。
沃克说:“我们致力于保障员工的安全，满足客户的物质需求。”“我们正在一个受保护、安全的工作环境中进行这项关键材料测试。我们将能够为客户提供关键的兼容性和性能数据，这些数据可能会影响他们的材料选择。”
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