전기화학적 테스트 데이터를 평가하는 데는 시간이 많이 소요됩니다. 모든 테스트 장치 제조업체에는 고유한 파일 형식과 구조가 있으며 엔지니어는 다양한 테스트 방법을 적용할 수 있습니다.

Eran Nave와 Markus Hagen은 수년 동안 독일 연구 기관인 Fraunhofer의 배터리 과학자였으며 Origin을 사용하여 수동으로 테스트를 평가하고 과학 출판물과 업계 고객을 위한 다이어그램을 만들었습니다.

5년 전, 그들은 전기화학 테스트 데이터를 평가하기 위한 범용 소프트웨어 솔루션을 갖추는 것을 목표로 Origin용 앱인 "데이터 분석"을 개발하기로 결정했습니다. 그들은 테스트 데이터와 사용자 피드백을 수집하고 향후 몇 년 동안 기능을 추가했습니다. 이제 데이터 분석은 이미 라벨이 지정된 100개 이상의 결과 다이어그램을 10개의 다른 언어(그림 1)로 플롯할 수 있으며 Arbin, Biologic, Maccor, Basytec, Neware, Gamry, Digatron, Solartron, Bitrode 및 기타 20개 제조업체의 테스트 시스템을 지원합니다. 키사이트.

데이터 분석은 여러 단일 테스트 및 테스트 행의 벤치마크(그림 2)를 생성하고 사이클링 테스트, 펄스 테스트, EIS, 순환 전압전류법(CV) 및 참조 전극을 사용한 테스트를 검사합니다. 이 소프트웨어는 R&D 및 품질 관리 분야에서 배터리 테스트 데이터 평가와 연료전지/전기분해 테스트 데이터 분석에 사용됩니다. 모든 셀 형식 및 전기화학 시스템에 적용할 수 있습니다.

전해질 연구자들은 Origin과 "Data Analysis"에서 작성한 테스트 및 결과 다이어그램을 테스트 셀의 일부인 구성 요소 및 재료에 대한 정보와 연결하기 위한 추가 솔루션을 추가하도록 요청했을 때 데이터베이스 소프트웨어 "Collect"의 개발을 시작했습니다. . Eran과 Markus는 이전 학생인 Josef Quan 및 David와 팀을 이루어 프로그래밍을 가속화하고 다양한 공공 연구 프로젝트에 참여했습니다. 이제 개발의 추가 목표는 자체 연구소와 상상할 수 있는 모든 연구 주제 및 데이터 유형에 대한 연구 데이터 관리를 위한 솔루션을 제공하는 것이었습니다.

"수집"은 기존 SQL 데이터베이스와 동기화하거나 네트워크 폴더를 관찰하거나 장치 제어에 대한 OPC-UA 액세스를 통해 테스트 및 측정 파일(전기화학 이외의)을 자동으로 수집합니다. 업로드된 각 파일은 파일 헤더를 검사하고 파일 이름에서 직접 배치 또는 표본 ID와 같은 특정 정보를 추출하여 자동으로 분류됩니다. 재료 매개변수 및 테스트 조건을 원시 테스트 파일과 연결하고 테스트에 사용되는 모든 재료에 대한 데이터베이스 정렬 및 필터링을 활성화하기 위해 시편 라이브러리(그림 3) 및 테스트 계획 라이브러리가 추가되었습니다(그림 4).

"데이터 분석"과 Origin은 이 데이터베이스와 연결되어 이제 모든 결과 다이어그램, 테이블 및 전체 Origin 프로젝트를 업로드합니다. 테스트는 전기화학적 성능에 따라 정렬될 수 있으며 결과는 몇 초 내에 연결된 컴퓨터로 직접 다운로드될 수 있습니다.

다음 개발 단계에서는 전체 테스트 파일 평가가 자동화되었습니다. 데이터베이스에 복사된 모든 새 테스트 파일은 Origin이 설치된 하나 이상의 전용 컴퓨터에서 자동으로 분석됩니다. 진행 중인 테스트도 평가할 수 있으며 결과는 정기적으로 업데이트 및 업로드됩니다.

소프트웨어 "Mind"를 사용하여 실험실 작업 문서화에 실험실 정보 및 관리 시스템이 추가되어 생산 매개변수를 저장하고 테스트 결과 보고를 자동화했습니다. Mind는 여러 데이터베이스의 데이터와 정보를 연결하고 동기화하며, 프로세스 흐름도(그림 5)를 통해 작업이 어떻게 수행되었는지 보여주고, 원시 데이터와 결과 데이터를 브라우저에 표시하며, AI 및 추가 애플리케이션을 위해 현재 구조화된 데이터에 액세스할 수 있는 API를 제공합니다.

2년 전, Eran과 Markus는 스핀오프인 "Batalyse"를 설립하고 재료 연구에서 데이터 처리 자동화로 완전히 전환했습니다. 개발된 소프트웨어 모듈은 이제 전 세계의 연구 기관, 소재 및 부품 개발 회사, 배터리 셀 제조업체에서 사용되고 있으며, 이 모든 것이 Origin에서 시작되어 계속되고 있습니다.

더 알아보기:


• "데이터 분석"과 Origin의 실제 작동 모습을 보여주는 비디오: https://www.batalyse.com/videos/Batalyse-Origin.webm
• 실제 Batalyse 소프트웨어 제품군의 주요 기능을 보여주는 비디오: https://www.batalyse.com/videos/Overview2023.webm

그림-1: 리튬-황 전지에 대한 전기화학적 사이클 테스트의 결과 다이어그램 선택.

그림-2: 세 가지 개별 측정에서 생성된 벤치마크 다이어그램 선택.

그림-3: 작동 전극, 구조 및 구성을 설명하기 위한 "데이터 분석" 및 "수집"의 입력 대화 상자 일부.

그림-4: Origin의 데이터 분석을 통해 "수집"에 액세스할 때 테스트 데이터 개요 – 테스트는 배터리 셀의 각 구성 요소별로 필터링할 수 있으며 전기화학적 성능별로 정렬할 수 있습니다.