Un proceso de producción de la batería de iones de litio requiere primero el material activo, agente conductor y aglutinante y otros componentes mezclados en diferentes disolventes, y después la suspensión se aplica utilizando un dispositivo de recubrimiento a la superficie de la lámina de Al o lámina de Cu, a continuación, utilizar la temperatura de la suspensión para eliminar el disolvente, después de la laminación, la estructura porosa del electrodo formado microestructura final de electrodo tiene un efecto importante en el rendimiento electroquímico de baterías de litio de iones, porosidad tortuoso del electrodo, y los poros de los electrodos afectará a Li + distancia de difusión, densidad de corriente de superficie específica del material activo, construyendo de este modo un electrodo de batería de iones de litio real y fiable del modelo de estructura de electrodo para el estudio de la influencia importante en el rendimiento electroquímico de las baterías de iones de litio en los últimos años, la tomografía de rayos X desarrollo, por lo que podemos a través del litio-ion de electrodos de la batería de reconstrucción, el establecimiento de un modelo 'real' en 3D del electrodo, se puede decir tecnología de tomografía de rayos X sirve de puente entre la simulación y la realidad.
En comparación con otros métodos, tomografía de rayos X en una amplia gama de energía tienen gran flujo de fotones, es posible proporcionar una resolución sub-micras, muy adecuado para la estructura del electrodo positivo de la exploración de la batería de iones de litio y la reconstrucción recientemente, Martin Ebner Instituto Federal de tecnología de Zurich otra persona usando tomografía de rayos X de los materiales de electrodo microestructura NCM111 fueron estudiados, y la presión de compactación y diferente contenido de agente aglutinante + conductora de la porosidad del electrodo y electroquímica afectar al rendimiento. figura bajo a, b cuando los rayos X pasarán a través de la muestra como partículas NCM, fotografía SEM de la sección transversal del electrodo de la figura c es una fotografía de la muestra de electrodo, la muestra d en la tomografía figura imagen de rayos X que utiliza. la radiación es absorbida por algunos elementos de metales pesados, y luego los rayos X Luag restante convertida por el material luminiscente en luz visible, y la imagen de luz visible grabado por el módulo de CCD. figura bajo e transcurrido después de que el procesamiento de imágenes, en la porción superficial de X representa El área donde hay más absorción de radiación, es decir, contiene partículas NCM con más elementos pesados, y la posición del color oscuro representa el área con menos absorción de rayos X, es decir, el orificio en el electrodo. Gap, Carbon Black y Binder, etc. Podemos ver la gran fortaleza de la tomografía de rayos X en las siguientes figuras i y j. En la imagen, podemos ver claramente la rotura de partículas de NCM en el electrodo (esto es a menudo Como el electrodo debido al proceso de compactación a alta), que indica que la densidad aparente NCM del material afecta en gran medida la densidad de polvo vibrado, cuando las partículas no pueden NCM reordenación, NCM pasarán en forma de partículas trituradas absorben la presión.
Debido a diferencias en negro de carbono, un aglutinante, y poros en la absorción de rayos X es muy pequeña medida, y por lo tanto es difícil de ser distinguido por la tasa de absorción de rayos X con el fin de mejorar la precisión de la simulación electroquímica, Martin Ebner utilizando la distancia y el algoritmo de cuencas para transformar estos tipos de sustancias se distinguen, la figura g y h etiquetado es la distinción entre el uso de color. con el fin de verificar la exactitud del algoritmo, MartinEbner NCM tendrá segmentación resultados de la distribución de tamaño de partícula algoritmo obtenidos con NCM Zetasizer obtenidos los resultados se compararon distribución (como se muestra en la Fig. a), se puede ver que concuerdan muy bien, lo que indica el algoritmo de Martin Ebner puede reflejar con precisión la microestructura del electrodo NCM, que se utiliza para construir modelos 3D para las baterías de iones de litio Modelo electroquímico para simulación.
La figura b se calcula bajo el algoritmo anteriormente descrito para la distribución de tamaño de partícula y distribución de la porosidad en la dirección perpendicular al colector de corriente, se puede ver a partir de partículas figura pequeños tienden a ser más concentrada en el límite superior e inferior de los dos electrodos, las partículas grandes en el molino relegado a la presión durante la posición intermedia de los electrodos. mediante la comparación de los diferentes electrodos se pueden encontrar en todos los electrodos aparecerá una pequeña interfaz de colector fenómeno agregación de partículas, pero sólo las partículas pequeñas aparecen en la superficie después del laminado de electrodo agregación Fenómeno.
La siguiente figura muestra la porosidad del electrodo por los datos de tomografía de rayos X obtenido (rotura de partículas NCM teniendo en cuenta la influencia de negro de carbón y un aglutinante), figura entre una porosidad y la cantidad de negro de carbón + presión de compactación PVDF relación, vemos que en una pequeña presión, el negro de carbono es al menos + número de PVDF porosidad inferior, un aglutinante y un agente conductor mostró menos contenido de los electrodos mejor de rodadura, pero una alta presión de compactación siguiente, por el contrario, cuanto mayor es el negro y el aglutinante contenido de carbono, menor es la porosidad, lo que indica que a alta presión, agente más conductor y el aglutinante rellena los poros entre las partículas, la reducción de los poros del electrodo tasa mientras Martin Ebner también encontró que, a bajo contenido de aglutinante + el agente conductor, la porosidad de los electrodos del electrodo se convierte en una distribución más desigual bajo bajas presiones de compactación, que puede ser irregular y el electrodo en el proceso de homogeneización, así como partículas RCC reordenan una relación.
La siguiente figura muestra un 2% y 5% de electrodos de negro de carbono + PVDF, respectivamente 0 bares 2000bar presión y el balanceo del electrodo después de la descarga de corriente constante (curva azul) y una corriente constante - ampliación de descarga de tensión constante (curva púrpura) curva de rendimiento, 5% se puede ver el agente conductor NCM + electrodo, el contenido de aglutinante en la corriente de descarga constante puede jugar más capacidad, el rendimiento tasa es mejor. NCM + electrodo contenido de aglutinante de 2% de un agente conductor jugar en la capacidad de descarga de corriente constante capacidad de velocidad baja, pobre, también podemos notar comparativo densidad de empaquetamiento de datos es poco efecto sobre la tasa de rendimiento de la batería, capacidad de velocidad constante descarga de corriente indica que el material principalmente por NCM electrónicamente conductora influencia, limitada por la difusión de los iones es poco probable.
trabajo Martin Ebner de modo que podemos utilizar de rayos X reconstrucción tomografía de la estructura de electrodo, un análisis preciso de diferente aglutinante, un contenido de agente conductor y un efecto diferente en la densidad de empaquetamiento de las partículas y la distribución de la porosidad del electrodo interior, es de gran importancia para el establecimiento del modelo de simulación 3D reales y fiables. estudio MartinEbner también muestra que NCM electrodo será pequeñas partículas recogidas en la interfaz superior e inferior, las partículas grandes se concentran en el electrodo central del fenómeno, la investigación muestra que el rendimiento electroquímico, NCM electrodo de ampliación afectado principalmente el rendimiento de la conductividad electrónica del electrodo, menos afectado por la conductividad de iones.
