Debido a su alto contenido de níquel NCA mayor capacidad, toman poco a poco en un lugar mercado de las baterías de alta de iones de litio, pero los altos materiales Ni NCA también traer proceso de producción de baterías de iones de litio de alta capacidad requiere un alto Ni más alto material de NCA debido al alto contenido de Ni, capa superficial propensos de composición LiOH / Li2CO3 en la superficie de las partículas de material, lo que resulta en partículas del material alcalino residual NCA es alta, el electrodo de control de humedad para la homogeneización y revestimiento de un mayor los requisitos y homogeneizada y recubierto con la producción de baterías de iones de litio como la clave para tener un impacto significativo en el rendimiento electroquímico de baterías de iones de litio, por lo que en este artículo, pequeñas series y hablar con todos en el proceso de producción de electrodos Influencia del rendimiento electroquímico de la batería Li-ion.
Un proceso de iones de litio de la batería de producción, la uniformidad de la suspensión, la estabilidad del espesor del recubrimiento, la densidad y la porosidad tan rodar el electrodo tiene un efecto importante en el rendimiento electroquímico de una batería de iones de litio, un proceso para la producción de buen juego NCA propiedades electroquímicas del material es de gran importancia, pero esta parte es a menudo pertenecen a la tecnología principal de la compañía, la confidencialidad y la protección de las patentes de modo general 'bloqueo tecnológico', por lo que esta parte que rara vez tienen acceso a más los diseñadores se basan en la acumulación de la tecnología en su trabajo diario, y hoy nos quieren introducir el contenido de los centros de investigación ZSW de Alemania, recopilación y análisis de Hai Yen Tran, CorinaTäubert, magret Wohlfahrt-Mehrens y así sucesivamente.
En este artículo Hai Yen Tran compartida con nuestra espesor del rendimiento del ciclo de electrodo, la compactación, y la densidad del conductor tipo de agente vida material calendario NCA y estabilidad térmica.
Efecto del espesor del recubrimiento
La cantidad de recubrimiento tiene implicaciones importantes para el rendimiento del ciclo de una batería de iones de litio, Manabu y de modo que el espesor del recubrimiento del electrodo positivo de las baterías de iones de litio debe ser controlada entre 80-250um, a fin de garantizar una alta densidad de energía y a largo plazo rendimiento sobre la bicicleta de la batería de iones de litio es menor material de suspensión representado de Hai Yen Tran NCA (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) (antes del secado) los resultados de revestimiento en una vista en sección transversal de la superficie de la lámina y de rendimiento pruebas de al de acuerdo con diferente espesor de revestimiento.
La ampliación puede verse por los resultados de la prueba, a una tasa menor, de espesor de revestimiento se produce ningún efecto significativo sobre la capacidad de reproducir material de NCA, pero a un mayor aumento, los electrodos delgados puede exhibir más capacidad. Esto se debe principalmente porque cantidad de recubrimiento inferior se puede acortar la distancia de difusión de Li +, reducir la polarización de electrodo, lo que aumenta la capacidad de la obra de material en el diseño de baterías de iones de litio, para considerar totalmente el uso de baterías de iones de litio, el tipo de energía de la batería puede ser recubierto Algunos volumen, para aumentar la proporción de material activo en la batería tanto como sea posible, pero habrá reducido cantidad de recubrimiento del tipo de alimentación de la batería, reduciendo la distancia de difusión de Li +, para mejorar la batería de iones de litio capacidad de velocidad.
El efecto de la densidad de compactación
El cátodo después del recubrimiento y secado, la porosidad del electrodo es generalmente de entre 60% -70%, después del laminado, la porosidad se reducirá a 30-40% electrodos compactados se puede mejorar no sólo el ion de litio densidad de energía volumétrica de la batería, sino también para mejorar la conductividad del electrodo, reducir la resistencia, pero demasiado bajo una porosidad afectará el electrolito infiltrado en el electrodo, la influencia de Li + difusión en el mismo, mientras que rueda de presión es también probable que cause excesiva actividad Las partículas de material están rotas, y así sucesivamente, por lo que el electrodo no está laminado cuanto mayor sea la densidad mejor.
La siguiente figura muestra un espesor de revestimiento de los electrodos y las propiedades eléctricas del resultado figuras de interfaz de 250um (antes del secado) del rodillo de electrodo compactado a una presión 0-867MPa Como puede verse en la figura, solamente cierta presión de laminación significativa aumenta la densidad del electrodo también aumenta la fuerza de unión entre la capa de material activo y un colector de corriente de lámina de aluminio. Sin embargo, cuando la presión de laminación es superior a 694MPa, se observó la porción de las partículas de material activo incrustados en la lámina metálica de al, que Puede tener un cierto impacto en el rendimiento del ciclo de la batería.
Los resultados de las pruebas de rendimiento eléctrico se pueden ver después del tratamiento de electrodos RCC NCA, rendimiento de velocidad de electrodos se ha mejorado significativamente, principalmente por el proceso de laminación de modo que el contacto entre las partículas de material activo NCA mejor, reducir la resistencia de contacto, también mejora el contacto entre el material activo y el colector de corriente de lámina de aluminio, mejorando de este modo la capacidad del electrodo con un aumento de juego, pero después de la presión excede de 694MPa, material particulado NCA se produce algo de porosidad roto, y baja también afectan a la difusión de Li +, rodando por tanto, en el electrodo 520MPa exhibe las mejores propiedades de tasas. del análisis anterior se puede ver rodando presión es demasiado pequeña y demasiado grande no es propicio para jugar propiedades del material de NCA, Hai Yen Tran el control de la presión recomendada entre rodando 520MPa-694MPa, tanto para garantizar un buen contacto entre los electrodos internos, el electrodo de lámina de al, a reducir la resistencia de contacto, las partículas de material activo, sino también para evitar el aplastamiento de una deformación excesiva de la lámina de al y reducir la pérdida de sustancia activa , Para mejorar el rendimiento de la tasa de electrodos y el rendimiento del ciclo.
Efecto del agente conductivo
El material del electrodo positivo por un material de óxido de metal de transición, que fue significativamente más bajo que el material conductor del electrodo negativo es el grafito, y por lo tanto durante la preparación del electrodo positivo de una batería de iones de litio, un agente conductor es generalmente necesario añadir parte, para ser capaz de construir una entre las partículas de material activo red conductora, a reducir la resistencia de contacto, para mejorar el rendimiento de velocidad y el ciclo del agente conductor de corriente del electrodo, las baterías de iones de litio utilizados son :. agente 'de dimensión cero' conductor, por ejemplo, SP et al., 'uno dimensional' agente conductor, tal como fibras de carbono, nano carbono tubos, agente conductor 'de dos dimensiones', tales como materiales a base de grafito, etc., debido a las características estructurales de los propios materiales diferentes, las baterías de iones de litio tienen diferentes efectos.
NCA añadió a continuación muestra los diferentes proporciones del electrodo y el conductor rendimiento de velocidad de superp y el ciclo de funcionamiento de los electrodos de grafito SFG6 puede observar que sólo añadir electrodos de grafito conductoras de la vista de sólo la capacidad de jugar 100mAh / g, sobre los otros tres electrodos SP especies adición de 63% de un agente conductor, principalmente porque el diámetro de las partículas de grafito del material conductor es relativamente grande (D50 = 3.5um), y exhibe estructura laminar, y por lo tanto no se puede asegurar un buen contacto entre las partículas de NCA, y pequeñas partículas después de SP (aproximadamente diámetro de 40 nm) puede ser bien dispersado en el electrodo interno, para mejorar la conductividad entre las partículas NCA desde el punto de vista del rendimiento de circulación, la SP se añadió 4% o más, un buen rendimiento ciclo puede obtenerse electrodo NCA , pero el punto de vista del rendimiento tasa, 4% SP todavía no puede satisfacer los requisitos de la descarga eléctrica en una corriente grande, se puede observar en la figura, la ampliación a 5C, se añadió 8% electrodos SP, el rendimiento de velocidad es significativamente mejor que otro añadir menos electrodos SP.
El análisis puede verse a partir de lo anterior, el agente conductor se selecciona de acuerdo con el uso previsto para una celda seleccionada, tipo de célula, tales como la energía, sólo es necesario añadir más de 4% de la SP para cumplir los requisitos, pero el tipo de energía de la batería tanto como sea posible requiere agente conductor SP para añadir un poco más.
Como parte clave de la producción de la batería de iones de litio, el proceso de homogeneización y recubrimiento tiene una influencia decisiva en el rendimiento de las baterías de iones de litio. Especialmente el material NCA como un nuevo material de cátodo de alta capacidad necesita más Llevar a cabo una investigación en profundidad para maximizar los beneficios de rendimiento de los materiales de NCA.
