Влияние содержания проводящего углерода на сопротивление различных уровней заряда батареи

Как широко используемая новая энергетическая система, литий-ионный аккумулятор имеет широкий спектр перспектив применения в мобильных телефонах, компьютерах, автомобилях, накопителях энергии и других областях. В последние годы из-за растущих требований к производительности быстрой зарядки в различных областях повышение производительности множителя аккумуляторов стало направлением исследователей литиевых аккумуляторов и непрерывных исследований. Литий-ионный аккумулятор состоит из положительного и отрицательного электрода, диафрагмы, электролита при зарядке аккумулятора, литий-иона от положительного, в поддержку среды электролита, через диафрагму, встроенную в анод, и производительность батареи связана с сопротивление всего процесса миграции литий-иона, чтобы найти правильный способ уменьшить сопротивление каждого звена, необходимо тщательно изучить исследовательский персонал.&NBSP ;

Проводящий агент длялитий-ионныйПроизводительность батареи сыграла ключевую роль, многие связанные исследования показывают, что она может улучшить электронный путь передачи, ускорить передачу заряда, улучшить производительность батареи, но проводящий агент из-за размера и плотности частиц меньше, чем активный материал, как обеспечить его равномерное распределение в суспензии и полярном слое, также находится в центре внимания соотношения батареи^[1-6]. За счет изменения содержания проводящего углерода, от порошка, суспензии, полюса и батареи с пряжкой, четыре слоя характеризуют изменение характеристик сопротивления, качественный анализ влияния сопротивления проводящего углерода, в то же время для изучения наиболее подходящего содержания проводящего углерода по электрическим характеристикам, для разработчиков процессов и формул аккумуляторов, чтобы обеспечить благоприятную техническую поддержку методов.

1 Экспериментальные материалы и методы

1.1 Материалы

Тройной материал никель-кобальт-марганец (НКМ ), проводящий углерод (СП ), поливинилиденфторид (ПВДФ ), N-метилпартнер (НМП ), батарея с пряжкой типа 2032.

1.2 Инструмент для анализа и испытаний

Порошковый резистор с четырьмя датчиками (PRCD2100 -ИЭСТ ), режим с четырьмя датчиками, шламовый резистор (БСР2300 -ИЭСТ ), резистор с полюсным покрытием (BER2500 -ИЭСТ ), три вышеуказанных оборудования произведены компанией Юань Энергия Технологии (Сямэнь ) Ко ., ООО .; Тестер аккумуляторов (КТ -4008T-Ньюэр ), электрохимическая рабочая станция (DH7001 ).

1.3 Экспериментальные методы

В соответствии с соотношением формул, показанным в таблице 1, были приготовлены пять групп катодной пасты, электродного листа и батарей с пряжками. Различное испытательное оборудование использовалось для проверки характеристик сопротивления шламовых, полюсных листов и батарей с пряжками соответственно, а затем было проанализировано влияние изменения содержания проводящего углерода на электрические характеристики каждого уровня.

Таблица 1 Процент массы пяти групп образцов

1.4 Подготовка проб

Называйте материалы в соответствии с пропорцией каждой группы материалов в таблице 1, смешивайте в высокоскоростной смесительной машине для пеногасителя в течение 11 минут, а некоторые используют полуавтоматическую машину для нанесения их на алюминиевую фольгу. После сушки некоторые части полюса, половина полюса используется для сборки батареи с пряжкой. Пряжка-батарея собрана в аргоновом перчаточном боксе с положительным тройным полюсным листом и отрицательным литиевым листом.

2 Экспериментальные результаты и обсуждение

2.1 Анализ порошкового слоя

Удельное сопротивление порошков использованных тройных материалов и проводящего углерода было испытано соответственно. На рис. 1 видно, что с увеличением испытательного давления плотность уплотнения тройных материалов и проводящего углерода постепенно увеличивается, а удельное сопротивление постепенно уменьшается, когда плотность уплотнения тройных материалов составляет 3,5 г/см.³.02 В это время удельное сопротивление составляет около 16,7 Ом*см, а при плотности уплотнения проводящего углеродного материала 1,0 г/см3 удельное сопротивление составляет около 0*см. Следовательно, на уровне порошка сопротивление тройного материала в 835 раз больше, чем у проводящего углерода, а проводимость проводящего углерода намного лучше, чем у тройного материала, что повлияет на проводимость последующего шлама и электрода.

Рис. 1: (а) График изменения плотности уплотнения порошка в зависимости от интенсивности испытательного давления; и (б) График изменения удельного сопротивления порошка в зависимости от плотности уплотнения.

2.2 Анализ послойных характеристик удельного сопротивления суспензии и полюсного листа

Рисунок 2 (а) для результатов испытаний пяти групп удельного сопротивления шлама, как видно из рисунка, удельное сопротивление шлама снижается с увеличением содержания проводящего углерода, это связано с тем, что при увеличении содержания проводящего углерода в растворе суспензия тройных частиц между более проводящими соединениями углеродных частиц, поэтому передача электронов между частицами быстрее, удельное сопротивление меньше. На рисунке 2 (b) показаны результаты испытаний удельного сопротивления электрода до и после пяти наборов давления ролика. Из рисунка видно, что удельное сопротивление электрода уменьшается с увеличением содержания проводящего углерода, что показывает, что увеличение содержания проводящего углерода значительно улучшит электронную проводимость между частицами. Кроме того,

Рис. 2: (а) кривая удельного сопротивления пяти групп шлама; и (б) кривая удельного сопротивления пяти групп полюсов

2.3 Анализ характеристик сопротивления батареи с пряжкой

Были проведены тест спектроскопии импеданса переменного тока и тест производительности умножителя пяти групп батарей с пряжкой после зарядки и разрядки одной активации, и результаты показаны на рисунках 3 (a), 3 (b) и 3 (c). В системах с литий-ионными батареями диапазон частот от среднего до высокого в спектре импеданса представляет собой перенос электронов и перенос заряда, а диапазон низких частот представляет собой диффузию ионов.^[7]. Как видно из рисунка 3(б), с увеличением содержания углерода переноса батареи от 0 % до 3 % сумма переноса электронов рупий и сопротивления переноса заряда R кт также постепенно уменьшается, что показывает, что количество Добавление проводящего углерода оказывает значительное положительное влияние на улучшение сопротивления батареи. Кроме того, если сравнивать только электронное сопротивление на высокой частоте, на него будет влиять контактное сопротивление корпуса батареи с пряжкой и полюсной пластины, и тенденция изменения первых двух групп не согласуется с изменением содержание токопроводящего углерода. Согласно различному соотношению скорости сохранения разрядной емкости на рисунке 3 (c), поскольку коэффициент разрядки постепенно увеличивается до 2,5 C, когда содержание проводящего углерода составляет менее 1%, разрядная емкость составляет почти менее 2%, в то время как при содержании токопроводящего углерода более 1,5% разрядная емкость аккумулятора остается выше 80%. Следовательно, соответствующее содержание токопроводящего углерода может значительно улучшить характеристики множителя батареи.

Рис. 3 (а) кривая ЭИС пятигрупповых клеток; (б) кривая электронного сопротивления и ионного сопротивления пятигрупповых ячеек; (в) различная кривая коэффициента удержания разряда множителя пятигрупповых ячеек;

3. Заключение

Эта бумага из порошка, суспензии, полюса и батареи с пряжкой, четыре слоя, соответственно, из пяти групп различных образцов с содержанием проводящего углерода. Количественный анализ характеристик сопротивления показал, что добавленный проводящий углерод после хорошей электропроводности, чем тройной материал, суспензия, полюс, проводимость батареи с пряжкой производительность имеет определенную степень улучшения, а соответствующее содержание проводящего углерода может значительно улучшить множительную производительность батареи. Исследование в этой статье напоминает исследователям, связанным с батареями, что они могут оценивать электрические характеристики с разных уровней и обращать внимание на влияние соответствующего содержания токопроводящего углерода на множительные характеристики батарей.

Справочная документация

[1] Сюй Джиеру, Ли Хонг и др. Метод испытаний и анализа электропроводности при исследовании литиевых батарей [J]. Наука и техника хранения энергии, 2018,7 (5): 926-955.

[2] Кондо Х., Савада Х., Окуда С. и др. Влияние активного материала на электронную проводимость положительного электрода в литий-ионных батареях [J]. Журнал электрохимического общества, 2019, 166(8): А1285-А1290.

[3] Не Лэй, Цинь Син, Чжан На и др. Исследование литий-ионной батареи [J]. Технологии электроснабжения, 2019, 43 (4): 562-563.

[4] Вестфаль БГ , Майнуш N, Мейер C, эт все . Влияние высокоинтенсивного сухого смешивания и каландрирования на относительное удельное сопротивление электрода, определенное с помощью усовершенствованного двухточечного подхода [J]. Журнал из Энергия Хранилище , 2017, 11:76-85 .

[5] Майнуш Н., Крист Т., Зиденбург Т. и др. Новый контактный датчик и метод измерения электрического сопротивления электродов батареи [J]. Энергия Технологии , 2016, 4, 1550-1557

[6] Ляо Сяодун, Хуан Цзюй, Ван Жунгуй. Влияние содержания углерода, проводящего катод, на характеристики литий-ионных аккумуляторов [J]. Дунфан Электрический Обзор , 2013, 27 (105): 4-7.

[7] Чжуан Цюаньчао , Сюй Шоудонг , Цю Сянюнь и др. Спектрометрический анализ электрохимического импеданса литий-ионных аккумуляторов [J] Химическая Достижения , 2010, 22 (6): 1044-1057.