Формула полюсного наконечника литий-ионной батареи и метод оценки сопротивления электрода батареи

Являясь важным промежуточным продуктом в процессе производства литий-ионных аккумуляторов, полюсные наконечники должны использовать надежные методы контроля, чтобы обеспечить их отличные характеристики и стабильность. Цикл, скорость, безопасность и другие характеристики. Полюсный наконечник содержит активные материалы, проводящие агенты и связующие вещества. Чтобы увеличить плотность энергии литий-ионных аккумуляторов, доля активных материалов становится все выше и выше, но влияние соответствующей пропорции содержания проводящего агента и типа проводящего агента на производительность батареи также 2- 7, которые нельзя игнорировать. В процессе прокатки полюсных наконечников перед персоналом, занимающимся исследованиями и разработками, также стоит серьезная задача установить подходящее давление прокатки, чтобы плотность уплотнения полюсного наконечника находилась в соответствующем диапазоне.&NBSP ;

В этой статье метод сопротивления полюсного наконечника используется для оценки влияния содержания проводящего агента в полюсном наконечнике и плотности уплотнения на электронную проводимость полюсного наконечника, что оказывает сильную поддержку персоналу, занимающемуся исследованиями и разработками, для определить оптимальную рецептуру и параметры процесса.

1. Экспериментальное оборудование и методы испытаний

1.1 Экспериментальное оборудование: Измеритель сопротивления электрода, модель BER1300 (ИЭСТ ), диаметр электрода 14 мм, давление 5~60 МПа. Устройство показано на рисунках 1(а) и 1(б).

Рис. 1. (а) Внешний вид BER1300 ; (б) Структура BER1300

1.2 Метод испытания: Вырежьте полюсный наконечник, подлежащий испытанию, в виде прямоугольника размером примерно 5 см × 10 см, поместите его на предметный столик, установите испытательное давление, время удержания давления и другие параметры в программном обеспечении МРМС , запустите испытание и программное обеспечение автоматически считывает толщину полюсного наконечника, сопротивление, удельное сопротивление, проводимость и другие данные.

2. Анализ данных

2.1 Влияние содержания проводящего углерода в листе положительного электрода

Для положительного полюса из-за плохой проводимости самого активного материала добавление определенной доли проводящего агента, несомненно, является"отправить уголь в снег"для улучшения проводимости полюсного наконечника. Измените содержание проводящего углерода в тройном полюсном наконечнике на 1%, 3%, 5%, 7% соответственно и оставьте без изменений другие параметры процесса. Используйте BER1300 для проверки удельного сопротивления полюсного наконечника. Испытательное давление устанавливается равным 25 МПа, а время выдержки составляет 25 с. Параллельные образцы были испытаны 5 раз, и результаты показаны на рисунке 2. Используя программу мини-таблица для анализа дисперсии удельного сопротивления четырех групп полюсных наконечников с различным содержанием проводящего углерода, из результатов испытаний видно, что P&л ;0,05. показывает, что удельное сопротивление четырех групп полюсных наконечников имеет значительные различия, и из правила изменения среднего значения видно, что по мере увеличения содержания проводящего углерода удельное сопротивление тройного полюсного наконечника постепенно уменьшается. Когда содержание проводящего углерода превышает 5%, удельное сопротивление уменьшается на небольшую величину. Персонал, занимающийся исследованиями и разработками, может определить оптимальное соотношение проводящего углерода в соответствии с требованиями плотности энергии батареи.&NBSP ;

Рис. 2. Дисперсионный анализ удельного сопротивления четырех групп тройных полюсных наконечников с различным содержанием проводящего углерода.

2.2 Влияние содержания проводящего агента в отрицательном полюсном наконечнике

В листе отрицательного электрода, поскольку сам графитовый материал имеет лучшую проводимость, добавление проводящего агента с лучшей проводимостью является целесообразным."глазурь на торте". Измените содержание углеродных нанотрубок в графитовом полюсном наконечнике на 2%, 3% и 4% соответственно, оставьте без изменений другие параметры процесса, используйте BER1300 для проверки удельного сопротивления полюсного наконечника, установите испытательное давление на 25 МПа, удерживайте давление в течение 25 с, и провести параллельные испытания 5 раз, результат показан на рис. 3. Используя программу мини-таблица для анализа дисперсии удельного сопротивления трех групп полюсных наконечников с различным содержанием углеродных нанотрубок, из результатов испытаний видно, что P&л ; 0,05 показывает, что существуют значительные различия в удельном сопротивлении трех групп полюсных наконечников. С увеличением содержания добавки удельное сопротивление листа графитового электрода уменьшается почти линейно, что указывает на то, что добавление углеродных нанотрубок может улучшить электронную проводимость листа электрода.

Рис. 3. Анализ дисперсии удельного сопротивления трех групп графитовых полюсных наконечников с разным содержанием токопроводящей присадки.

2.3 Влияние плотности уплотнения полюсного наконечника

Плотность уплотнения влияет на пористость и извилистость полюсного наконечника, а затем влияет на электронную проводимость и ионную проводимость полюсного наконечника. К 4 видам положительных полюсных наконечников применяется различное давление, а другие параметры одинаковы, и могут быть получены полюсные наконечники с различной плотностью уплотнения. BER1300 используется для проверки удельного сопротивления полюсных наконечников. Испытательное давление устанавливается равным 5 МПа, время выдержки составляет 25 с, а параллельные образцы испытываются 5 раз. , и результат показан на рисунке 4. Судя по тенденции изменения удельного сопротивления, удельное сопротивление всех четырех полюсных наконечников уменьшалось с увеличением плотности уплотнения, но наклоны кривых были разными. Для полюсных наконечников из оксида лития-кобальта (LCO ), когда плотность уплотнения достигает 3,3 г/см3, снижение удельного сопротивления незначительно,

Рис. 4. Дисперсионный анализ удельного сопротивления четырех групп положительных полюсных наконечников при различной плотности уплотнения.

3. Подведите итоги

В этой статье метод сопротивления полюсного наконечника используется для оценки влияния содержания проводящего агента и плотности уплотнения на электронную проводимость полюсного наконечника в полюсном наконечнике литий-ионного аккумулятора. Основываясь на электропроводности листа, исследователи могут дополнительно определить оптимальную формулу и параметры процесса в сочетании с требованиями к плотности энергии батареи и ионной проводимости.

Рекомендации

1. ИЭСТ,"Новый метод контроля стабильности и однородности электродов", https ://член парламента .вэйсинь .qq .ком /s/O3wwYuhkY3XspeDDE5qczQ.

2. Сюй Цзиеру, Ли Хун и др. Метод измерения и анализа проводимости при исследовании литиевых батарей [J]. Наука и технология хранения энергии, 2018, 7(5) 926-955.

3. Хироки Кондо и др. Влияние активного материала на электронную проводимость положительного электрода в литий-ионных батареях [J]. Журнал Электрохимического общества, 2019 г., 166 (8) A1285-A1290.

4. Б.Г. Вестфаль и соавт. Влияние высокоинтенсивного сухого смешивания и каландрирования на относительное удельное сопротивление электрода, определенное с помощью расширенного двухточечного подхода[J]. Журнал накопления энергии 2017, 11, 76–85.

5. Ринальдо Раччичини, Альберто Варци, Стефано Пассерини и Бруно Скросати, роль графена в электрохимическом хранении энергии [J], Природа Материалы , 2015, 3, 14.

6. У Сянкунь, Чжан Цюше, Чжан Лань, Чжан Суоцзян. Оптимизация микроструктуры и контролируемый прогресс технологии подготовки полюсного наконечника литиевой батареи [J]. Прикладная химия, 35(9): 1076-1092.

7. Нобухиро Огихара и др. Характеристика импедансной спектроскопии пористых электродов при различной толщине электродов с использованием симметричной ячейки для высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов[J]． Журнал из Физический Химическая C, 2015, 119(9):4612-4619 .