Метод электродного сопротивления используется для оценки однородности покрытия 0f на поверхности АБ полюсного наконечника

Литий-ионные батареипредставляют собой комплексную систему, собранную из положительных и отрицательных электродов, сепараторов и электролитов. Когда батарея работает, электроны и ионы транспортируются в микроструктуре электродов, и происходит ряд химических и электрохимических реакций. Следовательно, проводимость полюсного наконечника и однородность проводящей сети являются важными факторами, влияющими на работу батареи. Для процесса покрытия полюсных наконечников в настоящее время большинство из них представляют собой двухстороннее однослойное покрытие. После того, как покрытие стороны А завершено, выполняется покрытие стороны В.&NBSP ;

Метод оценки однородности покрытия с обеих сторон в основном использует измерение толщины или поверхностной плотности, но когда суспензия изменяется в определенной степени из-за разницы во времени покрытия, токопроводящая однородность поверхности АБ также может быть разной. Как более всесторонне оценить однородность двухстороннего полюсного наконечника, является ключом к контролю качества полюсного наконечника¹. В этой статье метод сопротивления полюсного листа используется для опробования различных методов испытаний, чтобы различить разницу между поверхностью АБ , и, наконец, разъясняется метод измерения, который может эффективно различать разницу, которую можно использовать для оценки консистенции покрытия. и процесс прокатки, а также помочь в контроле качества процесса производства клеток.&NBSP ;

Рис. 1. Двусторонний рулон полюсных наконечников

1. Экспериментальное оборудование и методы испытаний

1.1Экспериментальное оборудование:модель BER1300 (ИЭСТ ), диаметр электрода 14 мм, оборудование показано на рис. 2 (а) и 2 (б).

Рис. 2. (а) Внешний вид BER1300 ; (б) Структура BER1300

1.2 Метод испытаний:&NBSP ;Поместите тестируемый полюсный наконечник между двумя электродами измерителя сопротивления полюсного наконечника, установите параметры испытательного давления и времени выдержки в программном обеспечении МРМС , запустите тест, и программное обеспечение автоматически считывает данные, такие как толщина полюсного наконечника, сопротивление , удельное сопротивление и проводимость.Каждый полюсный наконечник выбирается случайным образом из разных положений для испытаний, и коэффициент вариации COV (коэффициент вариации) рассчитывается по формуле (1). Чем больше КОВ , тем хуже однородность полюсного наконечника.

2. Оцените значение однородности покрытия поверхности АБ .

2.1 Возможные причины различий в финишном покрытии АБ

Стадия процесса нанесения покрытия включает в себя множество параметров процесса, каждый из которых по-разному влияет на полюсный наконечник с покрытием. Например, характерные параметры суспензии, суспензия электрода представляет собой активные твердые частицы микронного размера, частицы проводящего агента наноразмера, взвешенные в растворе связующего, твердые частицы подвергаются гравитации, силе броуновского движения, плавучести и т. д., происходят процессы седиментации, хаотического броуновского движения, агломерации-деполимеризации и другие процессы движения, поэтому неизбежно изменится состояние распределения суспензионного проводящего агента, активных частиц и взаимодействия между ними, что повлияет на однородность покрытия. Поэтому в процессе нанесения покрытия могут быть различия в направлении длины полюсного наконечника и поверхности АБ , такие как непостоянная поверхностная плотность,&NBSP ;

В то же время, в процессе сушки мокрого покрытия электрода, когда процесс сушки растворителем мигрирует на поверхность полюсного наконечника, растворенные в растворителе частицы связующего и проводящего агента могут мигрировать вместе с испарением растворителя, вызывая связующее плавает и проводит электричество. Распределение агента также неравномерно, особенно после того, как поверхность А покрыта и высушена, осуществляется процесс покрытия поверхности Б. Когда параметры сушки поверхности B такие же, как и у поверхности A, из-за влияния покрытия поверхности A, влажного покрытия полюсного наконечника поверхности B. Состояние и скорость сушки могут быть разными, что может легко привести к к различиям в поверхности АВ, особенно к состоянию распределения связующего и проводящего агента,

2.2 Влияние различий покрытия поверхности АБ на производительность

Разница в покрытии поверхности АБ неизбежно приведет к плохой консистенции батареи, особенно разница в покрытии поверхности АБ может привести к следующим проблемам: (1) плотность двух поверхностей несовместима или коэффициент использования активного материала несовместима из-за разницы в проводимости, что приводит к фактической поверхности АБ . Соотношение емкости N/P отрицательного и положительного электродов различно, и может возникнуть явление, когда литий не будет осаждаться на одной стороне, а литий будет осаждаться на другой стороне; (2) Из-за разницы в проводимости стороны АБ степень литирования или состояние заряда на двух сторонах батареи различны. При длительном цикле длительное накопление различных напряжений на поверхности АБ вызовет появление трещин в полюсном наконечнике, и покрытие отвалится и выйдет из строя. Поэтому очень важно оценить однородность и различие верхнего покрытия АБ .

3. Анализ данных

3.1 Введение пяти методов испытаний

Чтобы оценить консистенцию покрытия стороны АБ двухстороннего полюсного наконечника, мы используем пять методов испытаний, как показано на рисунке 3, в которых методы 1 и 2 заключаются в том, чтобы поместить переднюю и заднюю часть полюсного наконечника посередине. верхнего и нижнего испытательных электродов, а также методы 3 и 4. Кусочки электродов сгибают в противоположных направлениях и помещают посередине верхнего и нижнего испытательных электродов. Метод 5 основан на методе 4. Разрежьте линию сгиба, чтобы отсоединить куски электрода по углам, а затем поместите их посередине верхнего и нижнего тестовых электродов. Проанализируйте общее сопротивление, измеренное пятью методами испытаний.&NBSP ;

Путь передачи тока и расчетная формула показаны на рис. 3, включая сопротивление самого покрытия на стороне А или В, сопротивление самой фольги, испытательного электрода и контактное сопротивление слоя покрытия на стороне А или В, контактное сопротивление между покрытием и контактное сопротивление фольги и контактное сопротивление между покрытиями. Если пренебречь незначительной разницей между поверхностным покрытием АБ и состоянием поверхности верхнего и нижнего электродов, из расчетных формул каждого метода теоретически можно сделать вывод, что существенной разницы между режимом 1 и режимом 2 нет, а разница между Режим 3 и режим 4 в основном исходят от поверхностного покрытия A или B. Поскольку приложенный ток течет больше в двух методах испытаний, он будет проникать в фольгу с лучшей проводимостью.

Рис. 3. Схематическая диаграмма пяти методов испытаний двухсторонних полюсных наконечников и теоретическая формула расчета сопротивления.

3.2 ЭлектродрсуществованиеТВостокянФяВда

Выберите двусторонний положительный и отрицательный электроды соответственно, чтобы проверить сопротивление электрода пятью указанными выше способами. Используйте 25 МПа для проверки давления, удерживайте давление в течение 15 с и проверьте 5 параллельных точек в каждой группе. Результаты показаны на рис. 4. Учитывая, что могут быть некоторые различия в общей равномерности распределения полюсных наконечников, можно считать, что значения сопротивления, измеренные первыми двумя способами размещения полюсных наконечников спереди и сзади, не имеют различий. , в то время как два способа складывания A лицевой стороной вверх и складывания B лицевой стороной вверх, существует значительная разница в значении сопротивления, и разница между двумя методами в основном связана с различием самих покрытий A и B. Когда линия сгиба разрезается, из рис. 4(б) и (г) хорошо видно, что общее сопротивление увеличивается более чем в два раза, что согласуется с теоретическим объяснением. В это время приложенный ток продолжается после проникновения через фольгу. Вертикально через нижележащее покрытие, чтобы достичь нижнего электрода. Следовательно, при оценке консистенции покрытия положительного и отрицательного электродных листов АБ сопротивление электродного листа можно проверить, сложив переднюю и заднюю части электродного листа.

Рисунок 4. Таблица сравнения сопротивления электродов с использованием пяти методов испытаний для положительных и отрицательных электродов.

4. Вывод

В этой статьеИзмеритель сопротивления листового электрода серии BER Технология Юаньнэн используется для сравнения разности сопротивлений листов положительного и отрицательного электродов в различных методах испытаний. Сочетая теоретический анализ и фактические данные измерений, было обнаружено, что, когда для тестирования используется лист положительного и отрицательного электрода, его можно использовать для определения разницы между стороной АБ полюсного наконечника с двусторонним покрытием, этот метод можно использовать для оценки согласованности процесса нанесения покрытия и прокатки, а также для контроля качества процесса производства ячеек.

Рекомендации

1. Лан Пэн, Жэнь Цзянь. Мысли о разработке ключевого технологического оборудования для литий-ионных батарей в моей стране [J]. Специальное оборудование для электронной промышленности. 2009(11): 23-26.

2. Мохит Баджадж, Рави Пракаш, Маттео Паскуали. Компьютерное исследование влияния вязкоупругости на течение разбавленных полимерных растворов в щелевом покрытии [J]. J. Неньютоновская механика жидкости. 2008 (149): 104–123