Как да решим проблема с еднородността на покритието на литиево-желязо-фосфатната батерия?
Неравномерното покритие на батериите с литиево-желязо фосфат не само причинява лоша консистенция на батерията, но също така засяга проблеми като дизайн и безопасност при употреба.
Поради това контролът на еднородността на покритието е много строг в производствения процес на литиево-желязо фосфатна батерия. Тези, които познават формулата и процеса на нанасяне на покритие, знаят, че колкото по-малки са частиците на материала, толкова по-трудно е да се направи равномерно покритие. Що се отнася до механизма му, все още не съм видял подходящо обяснение. Смята се, че линията на покритието е причинена от не-свойствата на течността от Нютон на електродната паста.
Електродната суспензия трябва да бъде тиксотропна течност в не-нютонова течност, която се характеризира с вискозно или дори твърдо състояние в покой, но става рядка и лесна за теч след разбъркване. Свързващите вещества са линейни или мрежови структури в субмикроскопично състояние. При разбъркване тези структури се разрушават и течливостта е добра. След почивка те се-реформират и течливостта става лоша. Частиците на литиевия железен фосфат са малки. При същата маса броят на частиците се увеличава. За да ги свържете, за да образуват ефективна проводяща мрежа, количеството на необходимия проводящ агент съответно се увеличава. Тъй като частиците са по-малки и количеството на проводящия агент се увеличава, количеството необходимо свързващо вещество също се увеличава. При изправено положение е по-лесно да се образува мрежова структура, а плавността е по-лоша от тази на конвенционалните материали.
В процеса на отстраняване на суспензията от бъркалката към процеса на нанасяне на покритие, много производители все още използват оборотната кофа за прехвърляне на суспензията. По време на процеса суспензията не се разбърква или интензивността на разбъркване е ниска, а течливостта на суспензията се променя и постепенно става вискозна. Като желе. Течността не е добра, което води до лоша равномерност на покритието, което се проявява като увеличаване на толеранса на плътността на полюсната част и лоша морфология на повърхността.
Основното е да се подобри материала, като увеличаване на електрическата проводимост, увеличаване на частиците, сфероидизиране на частиците и т.н., като ефектът може да бъде ограничен за кратко време. Въз основа на съществуващите материали, от гледна точка на обработката на батериите, начините за подобряване могат да бъдат изпробвани от следното:
1. Using "linear" conductive agent
The so-called "linear" and "particle-shaped" conductive agents are the author's image, and may not be described in this way academically.
"Linear" conductive agents are used, mainly VGCF (carbon fiber) and CNTs (carbon nanotube), metal nanowires, etc. at present. They have a diameter of several nanometers to tens of nanometers, and a length of more than tens of micrometers or even a few centimeters, while the size of the currently commonly used "particle-shaped" conductive agents (such as SuperP, KS-6) is generally tens of nanometers. The size is a few microns. In the pole piece composed of "particle-shaped" conductive agent and active material, the contact is similar to the point-to-point contact, and each point can only contact the surrounding points; in the pole piece composed of "linear" conductive agent and active material, It is the point-to-line, line-to-line contact, each point can be in contact with multiple lines at the same time, and each line can also be in contact with multiple lines at the same time. Even better. Using a combination of different types of conductive agents can play a better conductive effect. How to choose the conductive agent is a problem worth exploring for battery production.
Possible effects of using "linear" conductive agents such as CNTS or VGCF are:
(1) Линейният проводящ агент подобрява ефекта на свързване до известна степен и подобрява гъвкавостта и здравината на полюсната част;
(2) Намалете количеството на проводящия агент (не забравяйте, че е докладвано, че проводимата ефективност на CNTS е 3 пъти по-голяма от тази на конвенционалните частици, проводими агенти със същата маса (тегло)), в комбинация с (1), количеството на лепилото също може да бъде намалено, а съдържанието на активни вещества може да се увеличи;
(3) Подобряване на поляризацията, намаляване на контактното съпротивление и подобряване на производителността на цикъла;
(4) Проводимата мрежа има много контактни възли, мрежата е по-съвършена и производителността на скоростта е по-добра от тази на конвенционалния проводим агент; ефективността на разсейване на топлината е подобрена, което е много важно за високоскоростни батерии;
(5) Ефективността на усвояване е подобрена;
(6) Цените на материалите са по-високи и разходите се увеличават. За 1Kg проводящ агент, често използваният SUPERP е само десетки юана, VGCF е около две или три хиляди юана, а CNTS е малко по-висок от VGCF (когато количеството на добавяне е 1 процент, 1KgCNTs се изчислява на 40 00 юана, около увеличение от 0,3 юана на Ah);
(7) Специфичната повърхност на CNTS, VGCF и др. е висока. Как да се разпръсне е проблем, който трябва да бъде решен при употреба. В противен случай ефективността на разпръскване не е добра. Могат да се използват ултразвукова дисперсия и други средства. Има производители на CNT, които предоставят диспергирани проводими течности.
2. Подобряване на дисперсионния ефект
Ако дисперсионният ефект е добър, вероятността от контактна агломерация на частиците ще бъде значително намалена и стабилността на суспензията ще бъде значително подобрена. Ефектът на дисперсията може да бъде подобрен до известна степен чрез подобряване на формулата и етапите на дозиране, а ултразвуковата дисперсия, спомената по-горе, също е ефективен метод.
3. Подобрете процеса на трансфер на суспензия
Когато съхранявате суспензията, помислете за увеличаване на скоростта на разбъркване, за да избегнете лепкането на кашата; за тези, които използват оборотна кофа за прехвърляне на суспензията, съкратете времето от разтоварване до покриване, доколкото е възможно, и преминете към транспортиране по тръбопровод, ако е възможно, за да подобрите вискозитета на суспензията.
4. Използване на екструзионно покритие (пръскане)
Екструзионното покритие може да подобри текстурата на повърхността и неравномерната дебелина на покритието на острието, но оборудването е скъпо и изисква по-висока стабилност на суспензията.
