Kif Evalwa d-Demel tal-Elettrodu tal-Batterija tal-Lithium-jone?

Fil-produzzjoni tal-batteriji tal-litju-jone, il-preparazzjoni tad-demel likwidu hija l-ewwel proċess. L-adegwatezza tad-demel likwidu wara t-taħlit taffettwa direttament il-kisi sussegwenti u l-prestazzjoni finali tal-batterija, u hija indikatur kruċjali tal-ispiża tal-batterija. Għalhekk, il-preparazzjoni tad-demel likwidu għandha rwol ċentrali fil-manifattura tal-batteriji tal-litju-jone. Ir-riċerka turi li d-distribuzzjoni tal-partiċelli mikroskopiċi ideali ta 'elettrodu tal-batterija tal-litju-jone hija kkaratterizzata minn dispersjoni uniformi ta' materjali attivi mingħajr agglomerazzjoni, u dispersjoni ta 'saff irqiq- ta' partiċelli ta 'aġent konduttiv li jiffurmaw netwerk konduttiv. Batteriji tal-litju-jone magħmulin minn elettrodi b'distribuzzjoni uniformi tal-partiċelli juru prestazzjoni elettrokimika eċċellenti u ħajja twila. Għalhekk, il-flussabbiltà, l-istabbiltà, u l-uniformità tad-demel likwidu tal-batteriji tal-litju-jone huma tipikament ittestjati u kkaratterizzati biex jevalwaw l-adegwatezza tagħhom għal proċessi ta 'kisi sussegwenti u l-kontribut tagħhom għall-prestazzjoni tal-materjali attivi tal-batterija.

Fil-produzzjoni tal-batteriji tal-litju-jone, il-preparazzjoni tad-demel likwidu hija l-ewwel proċess. L-adegwatezza tad-demel likwidu wara t-taħlit taffettwa direttament il-kisi sussegwenti u l-prestazzjoni finali tal-batterija, u hija indikatur kruċjali tal-ispiża tal-batterija. Għalhekk, il-preparazzjoni tad-demel likwidu għandha rwol ċentrali fil-manifattura tal-batteriji tal-litju-jone. Studji wrew li d-distribuzzjoni ideali tal-mikropartiċelli ta 'elettrodi tal-batterija tal-litju-jone hija kkaratterizzata minn dispersjoni uniformi ta' materjali attivi mingħajr agglomerazzjoni, u dispersjoni ta 'saff irqiq- ta' partiċelli ta 'aġent konduttiv li jiffurmaw netwerk konduttiv. Batteriji tal-litju-jone magħmulin minn elettrodi b'distribuzzjoni uniformi tal-partiċelli juru prestazzjoni elettrokimika eċċellenti u ħajja twila. Għalhekk, il-flussabbiltà, l-istabbiltà, u l-uniformità tad-demel likwidu tal-batteriji tal-litju-jone huma tipikament ittestjati u kkaratterizzati biex jevalwaw l-adegwatezza tagħhom għal proċessi ta 'kisi sussegwenti u l-effettività tagħhom fit-titjib tal-prestazzjoni tal-materjali attivi tal-batterija.

Id-demel likwidu tal-elettrodi huma fluwidi mhux-Newtonjani, u hemm żewġ tipi: slurries tal-elettrodi pożittivi u slurries tal-elettrodi negattivi, li huma kklassifikati f'sistemi bbażati fuq iż-żejt-u l-ilma-. Id-demel likwidu mħawwad jeħtieġ li jkollu fluss tajjeb, stabbiltà u uniformità. L-istati tad-demel likwidu bi fluss differenti huma murija fil-figura. Viskożità eċċessivament baxxa jew għolja, sedimentazzjoni, agglomerazzjoni u dispersjoni irregolari jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-proċessi ta 'kisi sussegwenti, u jikkawżaw difetti fid-dehra makroskopika tal-elettrodu u inkonsistenzi fil-mikrostruttura tiegħu. B'differenza mir-rekwiżiti għad-demel likwidu fl-industriji tradizzjonali tal-produzzjoni tal-karta u tal-kisi, l-uniformità u l-istabbiltà tad-demel likwidu tal-batterija tal-litju fl-aħħar jaffettwaw il-prestazzjoni elettrika tal-batterija, li jwasslu għal serje ta 'problemi bħal degradazzjoni tal-vultaġġ, ħajja taċ-ċiklu mnaqqsa, u konsistenza fqira tal-batterija. Għalhekk, il-karatterizzazzjoni u l-ittestjar xierqa tad-demel likwidu qabel il-kisi biex jiddeterminaw l-adegwatezza tiegħu għall-ipproċessar huma kruċjali.

Meta likwidu jiċċirkola, isseħħ frizzjoni interna bejn il-molekuli; din il-proprjetà tissejjaħ viskożità, imkejla numerikament.

Viskożità=Shear Stress / Shear Rate

Ir-relazzjoni funzjonali bejn ir-rata ta 'shear u l-istress shear tissejjaħ kurva reoloġika, komunement użata biex tiddeskrivi l-varjazzjoni tal-viskożità tad-demel likwidu (fluwidu) b'karatteristiċi ta' shear. Jistgħu jintużaw kurvi reoloġiċi biex jiddistingwu t-tipi ta 'fluwidu. Għal fluwidi Newtonjani, ir-relazzjoni bejn l-istress shear u r-rata ta 'shear fuq il-kurva reoloġika hija linja dritta li tgħaddi mill-oriġini.

Fil-produzzjoni,viskometru rotazzjonali diġitaliu rheometers huma komunement użati biex ikejlu l-viskożità u kurvi reoloġiċi. Il-viskometers huma sempliċi biex joperaw, filwaqt li r-rheometers jistgħu jkejlu firxa usa 'u viskożità aktar komprensiva-kurvi ta' shear rate/stress, u jipprovdu riżultati aktar preċiżi. Id-demel likwidu tal-batterija, bħala fluwidi mhux-Newtonjani, juru diversi proprjetajiet reoloġiċi, inklużi shear thinning, viscoelasticity, u thixotropy.

Il-biċċa l-kbira tad-demel likwidu tal-elettrodi tal-jone-litju juru karatteristiċi ta 'shear thinning. Kif muri fil-figura, il-viskożità ta 'shear tonqos maż-żieda tar-rata ta' shear. Din il-karatteristika hija aktar evidenti f'slurries b'kontenut għoli ta 'solidi. F'rati ta 'shear ogħla, forzi qawwija ta' shear ifixklu l-istruttura tan-netwerk iffurmata bejn il-materjali, u jikkawżaw partiċelli biex jerġgħu jiġu rranġati fi struttura aktar ordnata parallela mal-qasam ta 'shear, li jirriżulta fi tnaqqis fil-viskożità u jilħaq plateau Newtonjan b'rati ta' shear ogħla.

Din il-karatteristika mhux-Newtonjana hija vantaġġuża fil-proċess tal-kisi tal-preparazzjoni tal-elettrodu. Qabel ma tuża l-magna tal-kisi tal-elettrodu, id-demel likwidu jiġi ttrasportat mit-tank tat-trasferiment għall-kamra tal-kisi permezz ta 'pompa bil-kamin. Matul dan il-proċess, id-demel likwidu huwa soġġett għal forza ta 'shear baxxa u jibqa' fi stat ta 'viskożità għolja biex iżomm l-istabbiltà tiegħu. Meta d-demel likwidu jintrema istantanjament mix-xoffa tar-ras tal-kisi, huwa soġġett għal rata ta 'shear għolja, f'liema punt il-viskożità tad-demel likwidu tonqos, u jiżgura fluss bla xkiel. Wara li d-demel likwidu jiġi trasferit għall-kollettur kurrenti, ir-rata ta 'shear tonqos, u tibqa' fi stat ta 'viskożità għolja. Dan jista 'jipprevjeni jew inaqqas is-sedimentazzjoni tal-partikuli meta d-demel likwidu jkun wieqaf jew waqt il-proċess tat-tnixxif, u jiżgura ħxuna konsistenti tal-kisi.

Il-viskoelastiċità hija wkoll standard ta' referenza importanti għall-evalwazzjoni tal-proprjetajiet tad-demel likwidu. Juri r-relazzjoni bejn il-viskożità (likwidu) u l-elastiċità (solidu) tad-demel likwidu; fi kliem sempliċi, tikkaratterizza jekk id-demel likwidu huwiex aktar bħal likwidu jew solidu. Jekk id-demel likwidu tal-batterija tal-litju huwa biss viskuż u nieqes mill-elastiċità, iseħħ stringing sever waqt il-kisi, li jirriżulta f'prestazzjoni fqira tal-kisi. Għalhekk, id-demel likwidu tal-batterija tal-litju għandu jkollu ċertu grad ta 'elastiċità minbarra l-viskożità, li jippermetti li l-filamenti miksura jerġgħu lura malajr waqt il-kisi u jiżguraw kisi uniformi. Jekk id-demel likwidu għandu elastiċità għolja ħafna jew l-ebda viskożità, tindika agglomerazzjoni severa jew struttura solida-bħal, li tagħmel kisi impossibbli.

Il-viskoelastiċità hija ġeneralment imkejla bl-użu ta 'rheometer. Forzi ta 'shear vibrazzjonali ta'-amplitudni żgħar, bħall-iskannjar tal-amplitudni u l-iskanjar tal-frekwenza, huma applikati biex titkejjel il-viskoelastiċità tad-demel likwidu.

Ir-rata ta 'shear tiżdied kontinwament minn żero għal valur kostanti, u l-istress shear korrispondenti huwa rreġistrat matul dan il-proċess. Imbagħad, ir-rata ta 'shear titnaqqas gradwalment għal żero, u l-valur ta' l-istress shear korrispondenti jiġi rreġistrat. Kurva magħluqa tar-rata ta 'shear versus shear stress tista' tiġi plottjata; din il-kurva tissejjaħ iċ-ċirku normali tixotropiku. Iktar ma tkun kbira l-erja taċ-ċirku normali, akbar tkun il-prestazzjoni tixotropika, u viċi versa.

Il-viskożità hija fattur kruċjali fl-evalwazzjoni tal-istabbiltà ta' slurries tal-batteriji tal-litju-jone. Kemm viskożitajiet eċċessivament għoljin kif ukoll baxxi huma ta 'detriment għall-kisi. Id-demel likwidu ta '-viskożità għolja huma inqas suxxettibbli li jissetiljaw u għandhom dispersibbiltà aħjar, iżda viskożità eċċessivament għolja tirriżulta f'livellar ħażin, li jagħmel il-kisi diffiċli u jnaqqas il-veloċità tal-kisi. It-tnaqqis xieraq tal-viskożità jgħin biex ittejjeb l-effiċjenza tal-kisi. Viskożità aktar baxxa tipprovdi fluss tajjeb tad-demel likwidu u tgħin biex tneħħi l-bżieżaq tal-arja, iżda viskożità eċċessivament baxxa twassal għal diffikultajiet ta 'tnixxif, tnaqqas il-veloċità tal-kisi, taggrava kisi irregolari, u tista' tikkawża qsim tal-kisi u agglomerazzjoni tad-demel likwidu.

Matul il-produzzjoni, speċjalment wara li d-demel likwidu ikun ilu joqgħod għal perjodu ta 'żmien, il-viskożità ħafna drabi tinbidel, prinċipalment fi tliet modi: żieda fil-viskożità, viskożità mnaqqsa, u każijiet speċjali.

(1) Żieda fil-Vikożità:Wara wieqfa fit-tul, il-kollojde jinbidel minn stat sol għal stat ta 'ġel, u jikkawża li tiżdied il-viskożità tad-demel likwidu. Bil-mod it-tħawwad tad-demel likwidu se jerġa 'jġib il-viskożità.

(2) Tnaqqis tal-Vikożità:Il-viskożità tonqos meta l-binder jassorbi l-umdità u jgħaddi minn bidliet kwalitattivi, alterazzjonijiet strutturali waqt it-taħwid, jew degradazzjoni. It-taħwid fit-tul, il-veloċità tat-taħwid eċċessivament mgħaġġla, u t-tixrid irregolari tad-demel likwidu waqt l-omoġenizzazzjoni kollha jistgħu jwasslu għal tnaqqis tal-viskożità. Iż-żieda ta 'stabilizzaturi tad-demel likwidu, dispersanti, jew surfactants tista' ttejjeb l-istabbiltà tad-demel likwidu permezz tal-prinċipji ta 'repulsjoni ta' ċarġ u tfixkil steriku. Barra minn hekk, il-komponenti kollha għandhom jitnixxfu sewwa qabel l-omoġenizzazzjoni.

(3) Każijiet Speċjali:Materjali attivi jistgħu jassorbu l-umdità waqt il-ħażna jew jitħawwad f'ambjenti ta'-umdità għolja, u b'hekk il-PVDF jassorbi l-umdità u jipproduċi demel likwidu "bħal ġelatina-". Meta d-demel likwidu juri konsistenza partikolarment evidenti bħal ġela-, ma jkunx jista' jintuża. F'dan il-każ, id-demel likwidu problematiku jista 'jiġi mnixxef, il-binder u l-NCM vaporizzat u separat, imbagħad mgħarbel, mitħun, u mħallat proporzjonalment f'demel likwidu normali. Imbagħad jista 'jintuża mingħajr ma jaffettwa l-prestazzjoni tal-batterija. Għalhekk, l-iktar metodu ta 'prevenzjoni effettiv huwa li nixxef sewwa l-materjal qabel l-omoġenizzazzjoni, ikejjel il-kontenut ta' umdità, u tikkontrolla b'mod strett l-umdità waqt l-omoġenizzazzjoni.

Il-perċentwal ta 'sustanzi solidi bħal materjali attivi, aġenti konduttivi, u sustanzi li jgħaqqdu fil-massa totali tad-demel likwidu jissejjaħ il-kontenut solidu tad-demel likwidu. Ġeneralment, il-kontenut solidu huwa fil-medda ta '40% sa 70%. Il-metodu ewlieni għall-ittestjar tal-kontenut solidu huwa l-metodu tat-tnixxif. Iżen demel likwidu b'massa ta 'M, poġġiha f'ċerta temperatura biex tnixxef is-solvent, u mbagħad iżenha mill-ġdid b'massa ta' m. Il-kontenut solidu mbagħad jiġi kkalkulat bħala m=M/M. Miter tal-umdità jista 'jintuża biex ikejjel malajr u b'mod relattivament preċiż il-kontenut solidu tad-demel likwidu. Il-miter tal-umdità juża l-prinċipju ta 'telf ta' piż termali; issaħħan b'mod uniformi l-kampjun b'lampa aloġena biex jevapora s-solvent, u tikkalkula l-kontenut solidu bil-bidla fil-massa qabel u wara t-tisħin.

Taħt l-istess proċess ta 'omoġenizzazzjoni u formulazzjoni, iktar ma jkun għoli l-kontenut solidu tad-demel likwidu, iktar ikun għoli l-viskożità tiegħu. Bl-istess mod, iktar ma jkun baxx il-kontenut solidu, inqas tkun il-viskożità. F'medda definita għal kontenut solidu, valur ogħla jindika stabbiltà ogħla tad-demel likwidu. Iż-żieda tal-kontenut solidu tista 'tnaqqas l-użu tas-solvent, tqassar il-ħin tat-taħlit tad-demel likwidu, u ttejjeb l-effiċjenza tal-kisi u t-tnixxif. Madankollu, hekk kif il-kontenut solidu jiżdied, il-viskożità tiżdied, il-fluwidità tonqos, tiżdied id-diffikultà tal-kisi u tikkawża xedd aktar sever fuq it-tagħmir.

Ikkuntattja issa