Materiał anodowy baterii litowo-jonowej seria czwarta - wykrywanie powiązanych właściwości grafitowej blachy anodowej

W ostatnim artykule przedstawiono głównie podstawowe dane procesowe, które należy wykryć w procesie homogenizacji, powlekania i walcowania materiałów elektrod ujemnych. W przypadku przedsiębiorstw zajmujących się bateriami litowo-jonowymi wahania i zmiany tych danych można monitorować w rzeczywistym procesie produkcyjnym. , aby jak najwcześniej wykrywać i eliminować nieprawidłowości, aby płynnie osiągnąć cel masowej produkcji. Jeśli chodzi o zwinięty nabiegunnik, jego własny proces produkcyjny został zakończony, a ujemny nabiegunnik musi wywierać własne właściwości elektryczne w rozsądnym procesie produkcyjnym. Jakie parametry należy przetestować w tym procesie? Odpowiedź znajdziesz w czwartym artykule z tej serii.

1. Siła odrywania:

W przypadku substancji, które są ze sobą związane, jest to maksymalna siła wymagana do oderwania szerokości jednostki od powierzchni styku. Generalnie do badania stosuje się próbnik rozciągania. Są dwa wyniki testów. Jedna reprezentuje siłę odrywającą, a jednostką jest Newton (N), siła w kilogramach (kgf), charakterystyka wytrzymałości na odrywanie, reprezentuje siłę na jednostkę długości, w Newtonach/metr (N/m) kilogram siły/centymetr (kgf /cm), a teraz standard branżowy GB2792 i ASTMD3330 używa 25 mm jako standardowej jednostki szerokości.

Zamocuj badaną powierzchnię na sztywnym podłożu za pomocą taśmy dwustronnej i przyklej drugą stronę do płytki ze stali nierdzewnej, a następnie przymocuj płytkę ze stali nierdzewnej i odbierak prądu do dwóch uchwytów urządzenia i rozpocznij test, sprzęt działa z określoną prędkością i obciążeniem, siła, gdy kolektor prądu jest całkowicie oderwany, jest siłą obierania. Należy zauważyć, że wytrzymałość na odrywanie przedniej i tylnej strony nabiegunnika jest często różna. W rzeczywistym procesie produkcyjnym należy zwrócić uwagę na wytrzymałość na odrywanie obu stron. Zjawisko powierzchniowe, które ma wpływ na wydajność baterii

2. Stan powierzchni:

Stan powierzchni jest w rzeczywistości bardzo ogólną koncepcją. Z perspektywy makro stan nabiegunnika widoczny gołym okiem można nazwać stanem powierzchni. Dobry negatywny stan powierzchni jest gładki, wolny od cząstek i zadrapań i jest bardzo gładki; jeśli są wady widoczne gołym okiem, oznacza to, że wystąpił problem w procesie malowania i należy dostosować odpowiednie parametry. Tutaj skupimy się na mikroskopijnych właściwościach nabiegunników.

Rozkład materiału elektrody ujemnej i środka przewodzącego jest nierównomierny, a materiał elektrody ujemnej ma wyraźną aglomerację. Ten rozkład nie może być intuicyjnie zamanifestowany na poziomie makroskopowym. Jeśli środek przewodzący jest nierównomiernie rozłożony, impedancja akumulatora wzrośnie podczas użytkowania, a lokalna gęstość prądu przekroczy. Dlatego w praktyce konieczne jest maksymalne równomierne rozmieszczenie materiałów elektrod ujemnych i środków przewodzących , co bardziej sprzyja powstawaniu sieci przewodzącej i zmniejsza problem nadmiernej lokalnej polaryzacji spowodowanej wysokim prądem. wynikające z tego problemy. Ponadto SEM można również wykorzystać do sprawdzenia, czy cząstki na powierzchni nabiegunnika są rozbite, zaglomerowane itp.; ponadto,

3. Porowatość:

Porowatość nabiegunnika jest związana z ilością dodawanego elektrolitu, a także z właściwościami elektrycznymi. Obecnie pomiar jest na ogół testem porozymetru rtęciowego lub testem wypełnienia cieczą, a porowatość nabiegunnika uzyskuje się przez późniejsze obliczenia. Dzięki temu wskaźnikowi można wstępnie rozróżnić właściwości fizyczne różnych materiałów anodowych. Jeśli porowatość jest zbyt duża, należy rozważyć zwiększenie gęstości zagęszczenia materiału. Jeśli porowatość jest zbyt mała, należy rozważyć wydłużenie baterii podczas kolejnych iniekcji. czas spoczynku itp.

4. Rezystancja powierzchniowa:

Rezystancja powierzchniowa jest również nazywana rezystancją powierzchniową. Ważna informacja charakteryzująca właściwości elektryczne materiału dielektrycznego lub izolacyjnego. Reprezentuje rezystancję przypadającą na kwadrat powierzchni dielektryka na prąd upływu powierzchni pomiędzy przeciwległymi bokami kwadratu. Jednostką jest om. Wielkość rezystancji powierzchniowej zależy nie tylko od struktury i składu dielektryka, ale także od napięcia, temperatury, stanu powierzchni materiału, warunków obróbki i wilgotności otoczenia. Wilgotność otoczenia ma duży wpływ na rezystancję powierzchniową dielektryków. Im większa rezystancja powierzchni, tym lepsza wydajność izolacji.

Oczywiście im mniejsze dane testowe, tym lepiej. Poprzez porównanie rezystywności powierzchniowej różnych materiałów i różnych środków przewodzących można uzyskać odpowiednie proporcje i techniki przetwarzania, które można wykorzystać jako parametr kontrolny w procesie produkcyjnym do kontroli partii. i zarejestrowane dane.

5. Wydajność absorpcji cieczy:

jest związana z porowatością nabiegunnika i stanem powierzchni materiału. Na ogół na powierzchnię elektrody ujemnej w suszarni dodaje się niewielką ilość elektrolitu i rejestruje czas całkowitego zaniku elektrolitu. Prawa statystyczne, które są następnie wykorzystywane do kierowania procesem produkcyjnym.

6. Kąt zwilżania:

Odnosi się do linii stycznej granicy faz gaz-ciecz utworzonej na przecięciu trzech faz gazu, cieczy i ciała stałego, kąt θ między linią styczną po stronie cieczy a linią graniczną ciało stałe-ciecz jest miarą stopnia zwilżenia , a proces zwilżania związany jest z napięciem międzyfazowym układu. Gdy kropla cieczy spada na poziomą powierzchnię ciała stałego, po osiągnięciu równowagi, utworzony kąt zwilżania i każde napięcie międzyfazowe są zgodne ze wzorem Younga:

γ = γ + γ×cosθ

1) Gdy θ=0, zwilżenie całkowite;
2) Gdy θ<90°, częściowe zwilżanie lub zwilżanie;
3) Gdy θ=90°, jest to granica zwilżania lub nie;
4) Gdy θ>90°, brak zwilżania;
5) Przy θ=180° brak zwilżania w ogóle.

Dla samego materiału elektrody ujemnej warunki zwilżania są stosunkowo dobre i tej wartości nie można zmierzyć, ale gdy porowatość jest stosunkowo niska, możliwy jest pomiar kąta zwilżania. Ten parametr może być używany do porównania różnych materiałów elektrolitów i elektrod ujemnych. Pewne znaczenie ma wydajność zwilżania.

7. Wydajność odbicia:

Ponieważ gęstość energii akumulatorów jonowych jest coraz wyższa, ilość powłoki i gęstość zagęszczenia elektrody ujemnej również są coraz wyższe. Dlatego od zakończenia produkcji elementu elektrody ujemnej do ukończenia gotowego akumulatora element elektrody ujemnej ma pewną ilość. Dlatego konieczne jest rejestrowanie grubości elektrody ujemnej na różnych etapach. Zasadniczo rejestruje się grubość po walcowaniu, suszeniu i pełnym rozcięciu elektrycznym, aby monitorować, czy grubość elektrody ujemnej zmienia się nienormalnie. Poprzez różnice w partiach Weź pod uwagę spójność produkcji.

Streszczenie: Poprzez serię testów nabiegunnika ujemnego można uzyskać podstawowe właściwości fizyczne nabiegunnika ujemnego. Oczywiście wskaźniki te muszą być połączone z kolejnymi właściwościami elektrycznymi, aby kompleksowo opisać kompleksowe działanie materiału elektrody ujemnej, co wymaga wyjaśnienia. Tak, materiał katodowy nadaje się również do tych technik testowych, więc nie będę tu wchodził w szczegóły. Ostrzegam, następny artykuł będzie ostatnim artykułem z tej serii, głównie w celu popularyzacji obecnego procesu produkcji surowców do produkcji elektrod ujemnych, więc bądźcie na bieżąco.