Proceso de carga y descarga de la batería de iones de litio, el polo de la batería dentro de la existencia de iones de litio y transporte de electrones, donde los iones de litio a través de los poros del electrodo se llenan de electrolitos y electrones principalmente a través de partículas sólidas, especialmente un agente conductivo compuesto por conducción tridimensional. El efecto de las propiedades de transporte de electrones en el rendimiento de la batería se ve afectado principalmente por la eficiencia de la batería, mientras que los factores principales que afectan la conductividad del polo de la batería incluyen la interfaz de enlace entre el sustrato de la lámina y el recubrimiento El estado del agente conductor, el estado de contacto entre las partículas, etc. La conductividad eléctrica de la pieza polar del electrodo puede juzgar la uniformidad de la microestructura en la pieza polar y predecir el rendimiento de la batería. De acuerdo con su experiencia y literatura, El método de prueba de conductividad se resume brevemente, y se enumeran algunos factores que influyen en la conductividad de la pieza polar.
1, el método de prueba de conductividad del polo de la batería
(1) Método 1: método de prueba de la impedancia de la membrana de cuatro probetas
Método de prueba de cuatro sondas mostrado en la Figura 1, el número infinito de muestras uniformes en las cuatro muestras de la distancia entre las S dispuestas en línea recta desde la fuente de corriente constante hacia el exterior de las dos sondas 1, 4 en la pequeña corriente I , Mida la diferencia de potencial entre las dos sondas 2, 3 U, luego el valor de U, I, S de acuerdo con la fórmula (1) obtenida por la resistividad de la muestra ρ.
Según el principio de prueba de impedancia de membrana de cuatro sondas, en el campo de la batería de iones de litio, este método se utiliza a menudo para probar la impedancia de la membrana plasmática mediante el análisis cuantitativo de resistividad de la distribución de agente conductivo en la suspensión para determinar el efecto de dispersión del lodo El procedimiento de prueba fue el siguiente: el recubrimiento se recubrió uniformemente con un aplicador sobre la película aislante y luego se secó y secó. Después del secado, se midió el espesor del revestimiento y se cortó el tamaño de la muestra para cumplir con el requisito infinito (más de cuatro veces el paso de la sonda). Finalmente, se usaron cuatro electrodos para medir la impedancia de la película del electrodo, y la resistividad se calculó a partir del grosor.
El método de prueba de resistencia de membrana de cuatro sondas evita la resistencia de contacto entre la sonda y la muestra, y la dirección paralela de la corriente de prueba y el recubrimiento también evitan la desviación de la base, por lo que el método puede medir con precisión la resistencia absoluta del recubrimiento del poste de la batería. El método solo puede caracterizar la resistencia de la capa delgada en la superficie del recubrimiento, no puede caracterizar completamente el valor de resistencia de la pieza polar para el gradiente de componente más grueso y presente Además, no puede probar el contacto entre el recubrimiento y el sustrato en la pieza polar real Resistencia
(2) Método dos: método de medición directa de dos resistencias de la pieza polar de la sonda
ArnoKwade et al. Usaron el método de dos sonda para medir directamente la resistividad general de la pieza polar, como se muestra en la figura 2, donde la resistencia medida incluye la resistencia de la sonda misma, la sonda, La resistencia de contacto del recubrimiento con el recubrimiento, la resistencia del recubrimiento, la resistencia de contacto entre el recubrimiento y el colector de corriente y la resistencia de corriente del colector de corriente pueden expresarse mediante la fórmula (5).
En la Figura 3 se muestra un dispositivo de medición detallado. La sonda de prueba está montada en un dispositivo de prueba de rendimiento mecánico del material. La medición de la resistencia de la pieza polar es muy fácil. Los parámetros principales incluyen la corriente de carga y la presión de aplicación de la sonda. La resistividad medida ρ se calcula mediante la ecuación (6):
En la fórmula, R es el valor de resistencia medido, A es el área de contacto, U es la tensión de detección, I es la corriente de carga, δ es el espesor de la pieza polar y Δδ es el valor de cambio del espesor del polo después de presionar.
Dado que el método incluye la resistencia de la sonda, la sonda y el recubrimiento, no se puede medir el valor absoluto de la resistencia de la pieza polar, pero contiene algunas ventajas: la ruta de conducción electrónica del proceso de prueba es sustancialmente la misma que la de la batería real y un valor de prueba total Los efectos de los parámetros de prueba en los resultados se muestran en las Figuras 4 y 5. Para los polos LFP con alta resistencia, la corriente de carga es pequeña y el efecto de los parámetros de prueba en los resultados se muestra en la Fig. Resultados estables, y para la baja resistencia del electrodo de grafito, la corriente de carga es relativamente alta para obtener un resultado estable, podemos ver en la Figura 4, LFP, NMC, electrodo de grafito, corriente de carga de 10 mA o más pueden ser resultados de medición relativamente estables. Alta, la resistividad del electrodo de grafito disminuyó hasta alcanzar más de 350 kPa, los resultados de la prueba no tienen nada que ver con la presión.
2, conductividad de la pieza polar de los ejemplos de factores de influencia
(1) el efecto del contenido del agente conductor sobre la conductividad de la pieza polar
En el electrodo negativo, la proporción de material conductor es muy pequeña, y la conductividad de los huevos conservados es principalmente la contribución de partículas de grafito, mientras que el electrodo positivo, el material activo de la conductividad electrónica es muy pequeño, despreciable. Para la pieza polar positiva, el contenido del agente conductor debe ser capaz de aumentar la conductividad de la pieza polar, como se muestra en la Figura 6. La relación agente conductivo y ligante permanece invariable, el contenido del agente conductor aumentó, la proporción de material vivo disminuyó la conductividad del polo polar Cuando aumenta la relación del aglutinante, también aumenta la conductividad de la pieza polar.
(2) Efecto de la agitación en polvo seco sobre la conductividad de la pieza polar
La intensidad de la dispersión de alta velocidad se puede caracterizar por el número de herramienta de Froude, definido como la relación de la fuerza centrífuga a la gravedad que actúa sobre las partículas, que puede describirse mediante la ecuación (1). Cuando el radio del rotor permanece constante, Fr depende del rotor La velocidad de la ω, cuanto mayor es la velocidad del rotor, mayor es el número de Froude, lo que indica que cuanto mayor es la intensidad de la dispersión a alta velocidad.
(3) el efecto de la densidad de compactación sobre la conductividad de la pieza polar
Como se muestra en la Figura 8, la resistividad de los polos continúa disminuyendo a medida que aumenta la densidad de compactación, y las características de conductancia efectiva de los iones de litio y los electrones son contradictorios. Como la densidad de compactación La porosidad disminuye y aumenta la fracción volumétrica del agente conductor y aumenta la conductividad efectiva de los electrones, pero la conductividad efectiva del ion de litio disminuye, y también es crítico equilibrar los dos en el diseño del electrodo.
Hay muchos factores que influyen en la conductividad del polo de la batería, como la distribución del agente conductor, la combinación del colector actual y el recubrimiento, y así sucesivamente.
