德国EL-CELL-PAT测试仪：电池材料研究的电化学分析工具

德国EL-CELL-PAT测试仪：电池材料研究的电化学分析工具

位于德国汉堡的EL-CELL GmbH，为电池研究人员提供了多种电化学测试解决方案。

1 品牌与产品概述

EL-CELL GmbH是一家致力于电化学测试设备设计与制造的公司，将机械工程与电化学专业知识相结合，专注于为锂离子电池等储能技术的研究提供测试设备。

该公司与电池研究人员保持密切合作，基于实际研究需求不断优化其产品与服务。

除了提供硬件设备，EL-CELL还配备了电化学研究实验室，并能够为学术界和工业界的用户提供技术研讨会、实验培训等支持。

2 产品类型

EL-CELL的产品线围绕电池材料测试与研究而设计，主要涵盖以下产品：

Ø PAT系统：新一代电池测试单元，采用模块化设计。

Ø 测试单元：用于不同电解质的电池和电容器系统测试。

Ø 标准测试单元：包括ECC-Std等型号，用于常规电化学测试。

Ø 电化学膨胀计：如ECD-3-nano，用于测量电极厚度变化。

Ø 气体分析测试单元：用于进行气体和压力实验。

Ø 优化测试单元：针对特定实验需求设计的测试单元。

Ø 水性测试单元：适用于水性电解质的测试环境。

Ø PAT室：温度控制扩充口，提供稳定的测试环境。

Ø 高吞吐量坞站：支持高通量应用的电化学工作站。

Ø 工具和配件：包括切割、冲孔工具、电极对准和组装工具等。

3 主要型号与技术参数

EL-CELL提供了多种型号的电化学测试设备，以下是主要型号：

Ø PAT-Tester-i-16：高度集成的多通道测试系统，将电池测试系统、控温箱和插接站的功能融为一体。

Ø PAT-Tester-x-8：模块化电池测试站，支持最多8个独立测试通道。

Ø PAT-Cell：采用三电极设计的测试单元，围绕一次性的PAT-Core构建。

Ø PAT-Chamber-16：支持高通量应用的电化学工作站。

Ø ECC-Std：标准扣式电池测试夹具。

Ø ECC-Ref：参比电极测试单元。

Ø ECC-Opto-Std：标准光学原位测试单元。

Ø ECD-4-nano：高分辨率电化学膨胀仪。

Ø PAT-Stand-4：四通道PAT测试站。

Ø PAT-Stand-1：通用型测试设备对接站。

3.1 关键技术参数

不同型号的PAT测试仪具有各自的技术特点：

Ø PAT-Tester-i-16集成了电池测试系统、控温箱和插接站的功能。其主要技术参数包括：16个测试通道，测试电流100mA（配备四个电流档位），测试电压±7V，阻抗测试频率范围10μHz到10kHz，采样间隔1ms，温度控制范围+5到+80°C。

Ø PAT-Tester-x-8则采用模块化设计，测试通道被分离为单独的设备。每个PAT-Channel-1均配有一个设备齐全的恒电流仪/恒电位仪/阻抗分析仪。其电压范围为-7V至+7V，电流为±100mA，带宽范围具有500kHz（快速）、50kHz（中）和5kHz（慢）三个选项，采集时间为1毫秒。

Ø PAT-Cell测试单元采用无连线三电极设计，电池测试器的电连接是通过在电池底部的接触区域进行的。该电池的设计使用温度范围为-20到+70摄氏度。

4 核心特点

EL-CELL的PAT测试仪具有多个核心特点：

Ø 三电极测试能力：PAT-Cell等测试单元采用三电极设计，能够在测试全电池性能的同时，测量两个半电池的电化学数据。这种设计能长期测量，使用可靠的参比电极，可进行超过一千小时的电池测试。

Ø 模块化设计：PAT系列测试单元采用模块化概念，围绕着PAT-Core构建。PAT-Core是一个一次性的样品池，用于长时间的测试样本。这种模块化设计使电池无需接线，可直接插入PAT电池测试仪或通过PAT扩展坞连接至任何市售电池测试仪/恒电位仪。

Ø 一次性使用概念：采用一次性PAT-Core组件，避免了重复使用单元组件时可能因腐蚀或交叉污染而产生的错误。这不仅提高了测试效率，还不需要清洗或烘干电池组件，减少了实验准备时间。

Ø 高精度测量：PAT测试仪提供高精度的测量能力，例如PAT-Tester-x-8的电压测量精度为FSR的±0.02%，电流测量精度为FSR的±0.05%。PAT-Cell具有高精度18毫米直径的三明治几何结构，电极和隔膜中心性优于0.1毫米。

Ø 集成温度控制：PAT-Tester-i-16等型号集成了温度可控的恒温室，温度范围通常为+5到+80°C，为电池测试提供了稳定的温度环境。

5 应用领域

EL-CELL的PAT测试仪在多个领域有着广泛应用：

Ø 锂离子电池材料研究：用于测试新型电池材料，评估石墨负极、硅基负极、高镍正极等锂离子电池材料的电化学性能。PAT-Cell能够准确地测试一种非质子锂离子电池材料。

Ø 新型电池体系开发：适用于钠离子电池、固态电池等新型电池体系的研究。EL-CELL的设备可用于从非质子或水电解质的电池到电容器系统的测试。

Ø 电池失效机理分析：通过实时监测电池循环过程中电极的变化，辅助分析容量衰减、内阻增大等失效原因。EL-CELL还参与了SimDural项目，致力于开发锂离子电池热失控的仿真模型。

Ø 电极工艺优化：可用于评估不同粘结剂、导电剂配方或电极压实密度对电极行为的影响，为优化电极制造工艺提供参考依据。电极上均匀和可复制的机械压保证了测试结果的可比性。

Ø 基础电化学研究：支持循环伏安、阻抗等多种电化学测试方法，用于基础电化学现象的研究。PAT测试仪可以在各个阶段测量全电池及半电池阻抗。

6 结语

EL-CELL的PAT测试仪通过模块化设计、三电极测试能力和高精度测量等特点，为电池研究人员提供了灵活可靠的测试工具。随着电池技术的不断发展，这种专用的测试设备将继续在电池材料研究和开发中发挥作用。

PAT系列测试单元采用的一次性使用概念，提高了测试效率，同时避免了交叉污染的可能性，为锂离子电池研究提供了便利。