Исследование корреляции формулы шлама и удельного сопротивления
Суспензия положительного и отрицательного электрода литиевой батареи представляет собой двухфазную систему смешивания твердой и жидкой фаз, образованную активным веществом, проводящим агентом и связующим, диспергированным в растворителе. Идеальная электродная суспензия должна отвечать следующим требованиям: (1) максимально диспергировать частицы активного вещества и проводящего агента; (2) открыть длинную цепь проводящего агента для дальнейшего рассеивания цепного проводящего агента; (3) сформировать наиболее подходящее расположение активного вещества, проводника и связующего; (4) поддерживать оптимальную структуру суспензии и стабильность состава суспензии и предотвращать осаждение и агломерацию. Однородность и стабильность сильно влияют на консистенцию и электрохимические свойства ячейки. Если твердые частицы неравномерно диспергированы или быстро оседают в растворителе,
В конструкции электрода литий-ионной батареи трехмерная сеть, образованная проводящим агентом, соединяет активные частицы, что является основным путем передачи электронов. Более того, при очень низкой электронной проводимости активного вещества, особенно материала катода, также требуется проводящий агент для повышения электронной проводимости.&NBSP ;
Следовательно, при разработке литий-ионных аккумуляторов мы должны выбирать соответствующий проводящий агент в соответствии с различными материалами активного материала и различными целями (улучшение производительности множителя, производительности цикла и улучшение необратимой удельной емкости). Материал, морфология, размер частиц, порядок смешивания, добавляемое количество проводящего агента и состояние соединения различных типов проводящих агентов по-разному влияют на литий-ионные батареи. Кроме того, состояние распределения проводящего агента также имеет решающее значение. , Возможное состояние распределения проводящего агента в суспензии показано на рисунке 1: (1) проводящий агент собирается вместе, а не рассеивается; (2) Равномерная дисперсия проводящего агента, но индивидуально взвешенного в суспензии, Не тесно сочетается с проводящим агентом активного материала; (3) идеальное состояние распределения проводящего агента в суспензии: равномерное распределение проводящего агента, формирование тонкого проводящего слоя на поверхности частиц активного материала; Проводящий агент находится в тесном контакте с поверхностью частиц активного материала, позволяя электронам эффективно участвовать в реакции удаления/встраивания лития; Проводящие агенты связаны друг с другом, образуют электронный путь с каждой частицей активного материала. Предоставление электронам возможности эффективно участвовать в реакции удаления/встраивания лития; Проводящие агенты связаны друг с другом, образуют электронный путь с каждой частицей активного материала. Предоставление электронам возможности эффективно участвовать в реакции удаления/встраивания лития; Проводящие агенты связаны друг с другом, образуют электронный путь с каждой частицей активного материала.
Рис. 1 Состояние распределения проводящего агента в суспензии
Измерение удельного сопротивления суспензии позволяет оценить дисперсию и проводимость частиц на уровне суспензии. В настоящее время проводящий агент исследует модель проводящей сети, но количественный анализ удельного сопротивления проводится редко. В этой статье анализируется взаимосвязь между содержанием твердых частиц, удельным сопротивлением и вязкостью, а также проверяется тип проводимости положительного и отрицательного электродов путем изменения вольтамперной кривой.
1 метод испытаний
1.1 Испытательное оборудование: БСР2300 используется для представления удельного сопротивления пасты положительного и отрицательного электродов с различным содержанием твердого вещества и вязкостью.
Рисунок 2. Схема внешнего вида БСР2300
1.2 Соотношение шлама:
Таблица 1 Соотношение шлама
2 результата теста
В соответствии с формулой Таблицы 1 пасты положительного и отрицательного электродов с разным содержанием твердого вещества конфигурируются соответственно для проверки вязкости и удельного сопротивления соответственно.&NBSP ;
Как показано в таблице 2, вязкость пасты положительного и отрицательного электродов увеличивается с увеличением содержания твердого вещества, в то время как удельное сопротивление постоянно уменьшается. Как показано на рисунке 3, когда содержание твердого вещества LCO превышает 50%, вязкость резко возрастает, это может быть связано с тем, что по мере увеличения содержания твердого вещества увеличивается количество частиц оксида лития-кобальта на единицу объема, высокая плотность частиц оксида лития-кобальта столкновение усугубит силу взаимодействия между частицами в системе, что приведет к увеличению вязкости и резкому увеличению точки для пороговой точки между частицами. Как показано на рисунке 3, когда содержание твердого графита ниже 35%, удельное сопротивление уменьшается по мере увеличения содержания твердого вещества, а когда содержание твердого вещества превышает 35%, удельное сопротивление медленно изменяется с содержанием твердого вещества.
Таблица 2. Содержание твердого вещества, вязкость и удельное сопротивление суспензии положительного и отрицательного электрода
| 
|
|
|
ИНЖИР. 3 Тенденция изменения удельного сопротивления и вязкости положительной и отрицательной электродной пасты в зависимости от содержания твердого вещества
Для дальнейшего изучения режима электропроводности в системе суспензии положительно-отрицательного электрода литиевой батареи был разработан эксперимент IV , чтобы проверить его, как показано на рисунке 4. к пасте оксида лития-кобальта и графитовой пасте соответственно подавали ток и собирали сигнал напряжения. На рис. 4 видно, что линейная зависимость между током и напряжением очевидна. Основной составной закон Ома показывает, что проводящие типы положительной пасты из оксида лития-кобальта и отрицательной графитовой пасты в основном представляют собой электронную проводимость, то есть электроны передаются самим частицам через контакт между частицами, а затем создают многомерное проводящая сеть, демонстрирующая определенные проводящие характеристики.
|
 а
|
Рисунок 4. Кривая IV материала
Подвести итог
В этой статье БСР2300 использовался для анализа взаимосвязи между удельным сопротивлением, вязкостью и содержанием твердого вещества в пасте положительного и отрицательного электрода литиевой батареи, и было обнаружено, что удельное сопротивление пасты положительного и отрицательного электрода значительно снижается с увеличением содержания твердого вещества. Между тем, через кривую IV , чтобы доказать, что система пасты положительного и отрицательного электрода литиевой батареи основана на электронной проводимости.
Справочная документация
1. BGВестфаль эт все . Журнал из Энергия Хранилище 11 (2017) 76–85.
2. Кентаро Куратани и др. Журнал Электрохимического общества, 166 (2019) (4) A501-A506.