Un processo di produzione di batterie agli ioni di litio richiede dapprima il materiale attivo, agente conduttivo e legante e altri componenti miscelati in diversi solventi, e quindi la sospensione viene applicato utilizzando un dispositivo di rivestimento alla superficie del foglio di Al o foglio Cu, quindi utilizzare la temperatura impasto per rimuovere il solvente, dopo la laminazione, la struttura porosa della finale elettrodo formato microstruttura di elettrodo ha un effetto importante sul rendimento elettrochimica di batterie al litio ioni, porosità tortuoso dell'elettrodo, ei pori negli elettrodi incidere Li + distanza di diffusione, superficie specifica corrente densità del materiale attivo, costruendo così un vero e affidabile ioni di litio elettrodo del modello struttura elettrodica per lo studio di importanti influenza sulle prestazioni elettrochimica di batterie agli ioni di litio, negli ultimi anni, a raggi X tomografia sviluppo, in modo che possiamo titolo di litio-ione elettrodi della batteria ricostruzione, la creazione di un 'vero' modello 3D dell'elettrodo, si può affermare tecnologia a raggi X tomografia ponte tra simulazione e realtà.
Rispetto ad altri metodi, tomografia a raggi X in un'ampia gamma energetica ha grande flusso di fotoni, è possibile fornire una risoluzione sub-micron, molto adatto per la struttura dell'elettrodo positivo della batteria agli ioni di litio scansione e ricostruzione Recentemente, Martin Ebner et al. Dell'Università Federale di Tecnologia di Zurigo hanno utilizzato la tomografia a raggi X per studiare la microstruttura dell'elettrodo del materiale NCM111. L'analisi di diverse pressioni di compattazione e agente conduttivo + contenuto di legante sulla porosità dell'elettrodo e sull'elettrochimica Effetto delle prestazioni Le seguenti figure a, b sono particelle NCM, fotografie SEM di sezioni trasversali degli elettrodi e c sono fotografie di campioni di elettrodi Figura d è un'immagine di un campione sottoposto a scansione tomografica con raggi X. Quando i raggi X attraversano il campione la radiazione è assorbita da alcuni elementi di metalli pesanti, e poi il rimanente raggi X Luag convertito dal materiale luminescente in luce visibile, e l'immagine luce visibile registrata dal modulo CCD. figura sotto e trascorso dopo l'elaborazione delle immagini, sulla porzione superficiale di X rappresenta ray assorbimento relativamente grande, cioè contenenti elementi pesanti NCM particelle relativamente grandi, un rappresentante colore scuro della posizione dei raggi X assorbire un'area relativamente piccola, cioè mesoporosa elettrodo Gap, nerofumo, e un legante, ecc Nella seguente figura i e j, possiamo vedere i raggi X tomografia grande forza nell'immagine chiaramente possiamo vedere la situazione NCM schiacciato elettrodo particelle (che è spesso poiché l'elettrodo a causa del processo di compattazione alto), che indica che NCM densità apparente del materiale influisce notevolmente la densità rubinetto, quando le particelle non possono NCM ridisposizione NCM passeranno in forma di particelle frantumate assorbono la pressione.
A causa di differenze di nerofumo, un legante, e pori nella assorbimento di raggi X è molto piccola entità, e quindi è difficile distinguere dal tasso di assorbimento di raggi X, al fine di migliorare la precisione della simulazione elettrochimica, Martin Ebner utilizzando la distanza e l'algoritmo bacino di trasformare questi tipi di sostanze si distinguono, la figura g ed h etichettato è la distinzione tra l'uso del colore. per verificare l'accuratezza dell'algoritmo, MartinEbner NCM sarà segmentazione granulometriche risultati della distribuzione algoritmo ottenuti con NCM Zetasizer ottenuta risultati della distribuzione sono stati confrontati (come mostrato in figura. a), si può vedere che sono d'accordo molto bene, che indica l'algoritmo di Martin Ebner può riflettere con precisione la microstruttura dell'elettrodo NCM, utilizzato per costruire modelli 3D per batterie agli ioni di litio Modello elettrochimico per la simulazione.
La figura b è calcolato sotto l'algoritmo sopra descritto per la distribuzione della dimensione delle particelle e la distribuzione della porosità nella direzione perpendicolare al collettore di corrente, si può vedere dalla figura piccole particelle tendono ad essere più concentrati nel limite superiore e inferiore dei due elettrodi, le particelle più grandi nel mulino relegato alla pressione durante la posizione intermedia degli elettrodi. confrontando diversi elettrodi si trovano in tutti gli elettrodi apparirà una piccola interfaccia fenomeno collettore aggregazione delle particelle, ma solo particelle piccole appaiono sulla superficie dell'elettrodo dopo la laminazione aggregazione fenomeno.
La figura seguente mostra la porosità dell'elettrodo da dati di tomografia a raggi X ottenuta (rottura delle particelle NCM considerando influenza di nerofumo e un legante), figura tra una porosità e la quantità di nerofumo + PVDF pressione di compattazione rapporto, si vede che ad una piccola pressione, il nerofumo è almeno + numero di PVDF porosità inferiore, un legante e un agente conduttivo mostrava meno contenuto degli elettrodi meglio rotolamento, ma una elevata pressione di compattazione prossimo, al contrario, maggiore è il nerofumo e legante contenuto, minore è la porosità, indicando che ad alta pressione, agente più conduttivo e legante riempie i pori tra le particelle, riducendo i pori dell'elettrodo tasso mentre Martin Ebner anche scoperto che, a basso contenuto di legante + agente conduttivo, la porosità degli elettrodi dell'elettrodo diventa distribuzione più uniforme nelle basse pressioni di compattazione, che può essere irregolare e l'elettrodo nel processo di omogeneizzazione, nonché particelle RCC ridisporre una relazione.
La figura seguente mostra un 2% e il 5% di elettrodi nero + PVDF carbonio, rispettivamente 0bar 2000bar pressione e rotolare l'elettrodo dopo la scarica a corrente costante (curva blu) e una corrente costante - ingrandimento scarica di tensione costante (curva viola) curva di prestazione, 5% può essere visto l'+ agente conduttivo elettrodo MNC, il contenuto di legante nella scarica a corrente costante può giocare più capacità, prestazioni tasso è migliore. NCM + elettrodo contenuto di legante del 2% di un agente conduttivo giocare nella capacità di scarica a corrente costante è bassa capacità di tasso, povero, possiamo anche notare comparativa densità dati è scarso effetto sul tasso di prestazioni della batteria, possibilità di tasso di scarica a corrente costante indica che il materiale principalmente da NCM elettronicamente conduttivo influenza, limitata dalla diffusione di ioni è improbabile.
Martin Ebner lavoro in modo da poter utilizzare X-ray ricostruzione tomografia della struttura elettrodica, analisi accurata di diverso legante, un agente conduttivo contenuto e un effetto diverso sulla densità delle particelle e la distribuzione della porosità dell'elettrodo interno, è di grande importanza per la determinazione del vero e affidabile modello di simulazione 3D. studio MartinEbner mostra anche che l'elettrodo MNC sarà piccole particelle raccolte nell'interfaccia superiore ed inferiore, le particelle più grandi sono concentrati nella elettrodo centrale del fenomeno, la ricerca mostra che le prestazioni elettrochimiche, elettrodo NCM ingrandimento La prestazione è principalmente influenzata dalla conduttività elettronica dell'elettrodo ed è meno influenzata dalla conduttività ionica.
