Pour les batteries lithium-ion, l'uniformité du revêtement de l'électrode pour ses propriétés électriques ont un impact important, afin d'assurer l'uniformité de l'électrode, en général, nous devons briser plusieurs fois avant de revêtement, essayer d'assurer une électrode uniforme Mais en fait la boue de la batterie dans l'utilisation de substances actives se produira sédimentation, stratification et changements de viscosité et d'autres questions, de sorte que le processus de revêtement de l'état de l'électrode continuera à changer, afin de garantir que le processus de revêtement Dans l'uniformité, nous avons également besoin de quelques outils de détection en ligne, l'outil de détection en ligne courant est principalement utilisé pour différentes substances pour le taux d'ombrage différent de l'électrode à la quantité de détection en ligne de revêtement d'électrode, etc. , Ces outils de test en ligne non seulement coûteux, mais permettent également aux opérateurs de divers degrés de rayonnement ionisant, mais aussi l'existence de la réglementation de la source de rayonnement du problème, donc du point de vue de la production de batteries lithium-ion, nous prévoyons d'utiliser un , Moyens de détection en ligne efficaces.
Récemment, Przemyslaw Rupnowski du National Renewable Energy Laboratory et du Oak Ridge National Laboratory ont développé une méthode en ligne pour la détection d'électrodes utilisant la technologie d'imagerie infrarouge, qui non seulement détecte la quantité de revêtement (densité de surface) La porosité de l'électrode est mesurée en temps réel.Le principe de cette méthode est que l'électrode est chauffée pendant une courte période, puis la température de l'électrode est détectée par caméra infrarouge. L'analyse par éléments finis montre que la température de l'électrode est augmentée par la porosité de l'électrode L'épaisseur de l'électrode (épaisseur) du double impact, à travers l'élévation de la température de l'électrode de la dérivation inverse des paramètres, avec une mesure d'épaisseur d'électrode en temps réel, nous pouvons obtenir la porosité de l'électrode et d'autres paramètres.
Des techniques d'imagerie thermique récentes ont également été utilisées pour détecter les défauts des électrodes lithium-ion en appliquant un chauffage pulsé (flash, laser infrarouge, etc.) aux électrodes et en utilisant la caméra infrarouge pour enregistrer la réponse thermique des électrodes. La température de l'électrode peut être obtenue en analysant l'uniformité de la distribution de la température de l'électrode, la température de l'électrode étant affectée par la porosité et l'épaisseur de l'électrode, la production de l'électrode peut être détectée par infrarouge.
Outil de détection en ligne infrarouge, comprenant une source de chaleur et une caméra infrarouge, l'électrode sous l'action de la température de la source de chaleur augmente, laissant la source de chaleur après la température de l'électrode, et finalement revenir à la température normale , Pour une analyse ultérieure.
Le matériau actif d'électrode positive est le NMC532, le matériau actif d'électrode négative est le graphite, et les composants auxiliaires tels que le noir de carbone et le PVDF sont également utilisés ainsi qu'une feuille de cuivre, une feuille d'aluminium et similaires. Etc., la conductivité thermique de plusieurs matériaux différents et d'autres paramètres énumérés dans le tableau 2.
Afin de prédire la réaction de l'électrode au chauffage, Przemyslaw Rupnowski a d'abord établi un modèle pour l'électrode (l'électrode contient deux particules solides), comme le montre la figure suivante.
Les propriétés thermiques de l'électrode sont principalement affectées par deux paramètres - la capacité thermique spécifique cp et la conductivité thermique K, les deux paramètres de l'électrode par les propriétés thermiques des composants, ainsi que leur fraction volumique, fraction massique, donc la capacité calorifique spécifique de l'électrode Peut être calculé à partir de la formule suivante
Les paramètres tels que la conductivité thermique et la capacité thermique spécifique des deux électrodes positives et des deux électrodes négatives calculées à partir du modèle ci-dessus sont indiqués dans le tableau suivant.
Selon le modèle ci-dessus, PrzemyslawRupnowski utilise en outre l'outil d'analyse par éléments finis pour simuler et simuler le signal de retour de température de la batterie sous l'action d'une source de chaleur, le modèle de simulation étant représenté dans la figure suivante.
PrzemyslawRupnowski utilise le modèle de simulation par éléments finis ci-dessus pour simuler les deux états de l'électrode, à savoir «électrode statique» et «électrode mobile à vitesse fixe».
Électrode statique
La figure suivante montre les résultats de la simulation et les résultats expérimentaux de la courbe de montée en température de l'électrode statique sous l'action de la source de chaleur.A la figure A, nous pouvons voir que les résultats de la simulation concordent bien avec les résultats expérimentaux. Très près de la tendance.Quand nous notons que dans les résultats expérimentaux ou dans les résultats de simulation dans l'électrode C1 changements de température sont significativement plus rapides que C2, ce qui est principalement parce que l'électrode C1 est plus mince, la porosité est plus élevée, ce qui affectera l'électrode Conductivité thermique et capacité thermique spécifique des caractéristiques thermiques.
Il est intéressant de noter que bien que la porosité et l'épaisseur des deux électrodes soient significativement différentes sur la figure b, la courbe de température a une courbe très uniforme, ce qui n'est pas seulement reflété dans les résultats de la simulation. La courbe
Electrode en mouvement
La figure suivante montre la source de chaleur pour l'entrée de chaleur continue, l'électrode à 0,15m / min vitesse de déplacement de la température de l'électrode dans le sens de déplacement de l'électrode de la figure c, nous pouvons constater que les résultats expérimentaux et la simulation La distribution de température des deux pôles positifs est très différente, et C1 a une porosité plus élevée et une épaisseur plus fine, donc la température maximale est plus élevée, et nous notons que la chute de température sur le côté gauche de C1 est également plus rapide La figure montre que les deux plus sensibles à la variation des paramètres des électrodes sont principalement la «température la plus élevée» du profil de température et la «pente» de la courbe de gauche.
Le profil de température des deux poraisons négatives est presque identique à celui des deux porosités et épaisseurs différentes, car il n'y a aucune représentation de la variation des deux paramètres de variation des deux paramètres par rapport à la porosité positive pour des paramètres tels que porosité et épaisseur.
Nous pouvons utiliser les expériences ci-dessus montrent que la réaction positive à la température de la source de chaleur, afin de dériver la porosité des électrodes, l'épaisseur des paramètres. Afin de calculer la relation entre eux, Przemyslaw Rupnowski deux expériences ont été conduites, la première expérience d'électrodes fixes épaisseur 60um, la porosité des changements d'électrode, la porosité de la seconde expérience était de 61% de l'électrode fixe, variant l'épaisseur de la 35-185um d'électrode, pour observer son retour de température de source de chaleur, les résultats présentés ci-dessous.
température maximale figure de l'électrode avec une courbe de porosité de la couche, la température maximale de l'électrode B dans l'épaisseur de l'électrode figure avec la courbe de variation, on peut noter sur la figure, sur une large plage, la température maximale de l'électrode et les ouvertures d'électrodes L'épaisseur de l'électrode et l'électrode est presque linéairement changé, ce qui nous fournit également ces données pour la détection de la porosité de la batterie en ligne fournit la faisabilité.
A partir de la figure ci-dessus, nous constatons que la sensibilité des commentaires négatifs que positifs, mais les expériences précédentes en deux réactions négatives différentes sur la température presque le même, il semble que la contradiction entre les deux. C'est des caractéristiques négatives de ladite joué, à partir du tableau 1 on note une augmentation de l'épaisseur du résultat d'électrode positive à porosité réduite, mais l'électrode négative A l'inverse, l'augmentation de l'épaisseur de l'électrode, mais va augmenter la porosité de l'électrode, de l'image ci-dessus, on peut noter l'augmentation de la porosité le renforcement de la rétroaction de la température, l'épaisseur accrue peut affaiblir le retour de température d'électrode, de sorte que l'augmentation de l'épaisseur de l'électrode négative, la porosité augmente, l'influence à la fois des caractéristiques thermiques de l'électrode sont annulées de l'autre, entraînant ainsi les propriétés thermiques des deux l'électrode négative est presque le même.
Ces PrzemyslawRupnowski d'imagerie infrarouge procédé de détection proposé fournit un outil très utile pour la détection de nos électrodes de porosité en ligne. PrzemyslawRupnowski Utilisation de la porosité de l'électrode et l'épaisseur de leurs propriétés thermiques, en liaison avec des techniques d'épaisseur de ligne plus matures de mesure (par exemple, mesure d'épaisseur au laser, etc.), on peut obtenir la porosité de l'électrode de détection en ligne, d'améliorer la qualité des électrodes, ce qui améliore les performances électriques d'une batterie au lithium-ion.
