Hur löser man problemet med beläggningslikformighet för litiumjärnfosfatbatteri?
Den ojämna beläggningen av litiumjärnfosfatbatterier orsakar inte bara dålig batterikonsistens, utan berör också frågor som design och användningssäkerhet.
Därför är kontrollen av beläggningens enhetlighet mycket strikt i produktionsprocessen av litiumjärnfosfatbatteri. De som kan formeln och beläggningsprocessen vet att ju mindre materialpartiklarna är, desto svårare är det att göra enhetlig beläggning. När det gäller dess mekanism har jag ännu inte sett en relevant förklaring. Beläggningslinjen tros vara orsakad av de icke-newtonska vätskeegenskaperna hos elektrodpastan.
Elektroduppslamningen bör vara en tixotrop vätska i en icke-Newtonsk vätska, som kännetecknas av trögflytande eller till och med fast tillstånd i vila, men som blir tunn och lätt att flyta efter omrörning. Bindemedel är linjära eller nätverksstrukturer i submikroskopiskt tillstånd. Vid omrörning förstörs dessa strukturer och flytbarheten är god. Efter vila ombildas de-och flytbarheten blir dålig. Litiumjärnfosfatpartiklar är små. Under samma massa ökar antalet partiklar. För att ansluta dem till ett effektivt ledande nätverk ökar mängden ledande medel som krävs i enlighet därmed. När partiklarna är mindre och mängden ledande medel ökar, ökar också mängden bindemedel som krävs. När man står upp är det lättare att bilda en nätverksstruktur, och flytbarheten är sämre än för konventionella material.
I processen att ta bort slammet från omröraren till beläggningsprocessen använder många tillverkare fortfarande omsättningsskopan för att överföra slammet. Under processen omrörs inte slurryn eller omrörningsintensiteten är låg, och slurryns fluiditet förändras och blir gradvis viskös. Som gelé. Fluiditeten är inte bra, vilket resulterar i dålig beläggningslikformighet, vilket visar sig som en ökning av densitetstoleransen för polstycket och dålig ytmorfologi.
Det grundläggande är att förbättra materialet, såsom att öka den elektriska ledningsförmågan, öka partiklarna, sfäroidisera partiklarna etc., och effekten kan begränsas på kort tid. Baserat på de befintliga materialen, ur batteribearbetningsperspektiv, kan sätten att förbättra prövas från följande:
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) Det linjärt ledande medlet förbättrar bindningseffekten i viss utsträckning och förbättrar flexibiliteten och styrkan hos polstycket;
(2) Minska mängden ledande medel (kom ihåg att det har rapporterats att den ledande effektiviteten för CNTS är 3 gånger den för konventionella partikelledande medel med samma massa (vikt)), i kombination med (1), mängden lim kan också reduceras och innehållet av aktiva ämnen kan ökas;
(3) Förbättra polarisering, minska kontaktmotstånd och förbättra cykelprestanda;
(4) Det ledande nätverket har många kontaktnoder, nätverket är mer perfekt och hastighetsprestandan är bättre än den för det konventionella ledande medlet; värmeavledningsprestandan är förbättrad, vilket är mycket meningsfullt för höghastighetsbatterier;
(5) Absorptionsprestandan förbättras;
(6) Materialpriserna är högre och kostnaderna stiger. För 1 kg ledande medel är den vanligaste SUPERP bara tiotals yuan, VGCF är cirka två eller tre tusen yuan och CNTS är något högre än VGCF (när tillsatsmängden är 1 procent beräknas 1KgCNT till 40 00 yuan, ungefär en ökning med 0,3 yuan per Ah);
(7) Den specifika ytan för CNTS, VGCF, etc. är hög. Hur man skingra är ett problem som måste lösas vid användning. Annars är spridningsprestandan inte bra. Ultraljudsdispergering och andra medel kan användas. Det finns CNT-tillverkare som tillhandahåller dispergerade ledande vätskor.
2. Förbättra spridningseffekten
Om dispersionseffekten är god kommer sannolikheten för agglomerering av partikelkontakt att reduceras avsevärt och stabiliteten hos slammet kommer att förbättras avsevärt. Dispersionseffekten kan förbättras i viss utsträckning genom förbättring av formeln och satsningsstegen, och den ovan nämnda ultraljudsdispergeringen är också en effektiv metod.
3. Förbättra flytningsprocessen
När du lagrar slurryn, överväg att öka omrörningshastigheten för att undvika att slurryn blir klibbig; för dem som använder en omsättningsskopa för att överföra slurryn, förkorta tiden från tömning till beläggning så mycket som möjligt och byta till rörledningstransport om möjligt för att förbättra slammets viskositet.
4. Använda extruderingsbeläggning (sprutning)
Extruderingsbeläggning kan förbättra ytstrukturen och ojämn tjocklek på bladbeläggningen, men utrustningen är dyr och kräver högre stabilitet hos slammet.
