تكون مواد كاثود بطارية ليثيوم أيون ضعيفة بشكل عام في الموصلية ، لذلك في استخدام العوامل الموصلة عادة ما تكون مطلوبة لزيادة الموصلية ، تشمل العوامل الموصلة المشتركة عوامل التوصيل الكربوني الأسود ، الأنابيب النانوية الكربونية ، ألياف الكربون ، ومواد الجرافيت الناري الحالية إذا تم تقسيمها من البنية ، يمكن تقسيم هذه الأنواع من العوامل الموصلة إلى ثلاث فئات: 1) عوامل موصلة ذات أبعاد صفرية ، مثل أسود الكربون ؛ 2) عوامل موصلة أحادية البعد ، مثل أنابيب الكربون النانوية وألياف الكربون ؛ 3) موصل ثنائي الأبعاد وكلاء ، مثل مواد الجرافين ، كل منها لها خصائصها الفريدة الخاصة بها ، مثل المواد الكربونية السوداء لها مزايا في التوصيل القصير المدى ، وعوامل التوصيل النانوي الكربوني النشط لها مزايا في التوصيل بعيد المدى.
عندما تعمل بطاريات الليثيوم أيون ، نعتقد بشكل عام أنه قد يكون هناك رابطان يحدان من أداء معدل البطارية: 1) التوصيل الإلكتروني ؛ 2) الإرسال الأيوني ، العديد من الدراسات لديها روابط التوصيل الإلكتروني السطحي هي الروابط الأساسية التي تؤثر على أداء وسعة بطاريات الليثيوم أيون. هناك عوامل موصلة أكثر فائدة لتحسين الخواص الكهربائية لبطاريات الليثيوم أيون ، ودرست سامانثا ل. موريلي وآخرين من جامعة دريكسيل التوصيل الأيوني والتوصيل البعيد المدى والتوصيل القصير المدى من خلال عمليات التجانس المختلفة. إن تأثير "الموصلية القصيرة المدى" لبطارية ليثيوم أيون على أداء المعدل أكثر أهمية بالنسبة لأداء معدل بطارية الليثيوم أيون.
سامانثا L. Morelly التجربة NCM111 المواد اختار ككائن البحوث، وذلك باستخدام أسود الكربون كعامل موصل، PVDF كما الموثق، وينقسم صياغة الطين إلى قسمين، واحد هو 95٪ من NCM، و 2.5٪ من CB، 2.5 ٪ من PVDF، 94.5٪ من NCM الثاني، 3٪ من CB، 2.5٪ من PVDF، وذلك باستخدام عمليتين هو مبين أدناه والمتجانس من الرسم البياني، يمكننا أن نرى أدناه، سامانثا L. Morelly باستخدام طريقتان CB الكربون الأسود وكيل موصل، يضاف واحد جنبا إلى جنب مع كل من CB الكربون الأسود في المواد PVDF NCM الغراء، واحد هو كان الجزء الأول من مطحنة الكرة الجافة المخلوطة NCM وCB، ثم ما تبقى CB من PVDF أضاف معا في الغراء، ونسبة مزيج الجافة CB = 1 و (F = 0، 0.25، 0.5، 0.75 و 1)، ونحن نعتقد أن عموما عملية الطحن الكرة، يسمح للCB أسود الكربون كثف جزيئات NCM السطح، وتشكيل "أسود الكربون ثابتة"، في حين أن عملية الخلط الرطب بإضافة الكربون الأسود CB NCM سيكون موجودا بين الجسيمات، ودعا سامانثا L. Morelly "تتكون من الكربون الأسود".
الشكل التالي هو صورة SEM من مادة NCM، وحجم الجسيمات يمكن رؤيته من FIG NCM حوالي 10um، لوحة b غير مضمون CB 2.5٪، و = 0 (أي طحن الكرة المخلوطة الجافة مع كل من CB وNCM) أقطاب الصورة، يمكننا أن نرى لا كثف العديد من CB على سطح الجسيمات NCM، ولكن حدث تجمع كبير. FIG c غير مضمون CB 3٪، و = SEM صورة من القطب 0، من الصورة نحن يمكن أن يرى، وكثف معظم NCM CB على سطح الجزيئات، جزيئات أقل متكتل. وتشير هذه النتيجة إلى أنه خلال مزج CB الجاف عدم إضافة الكربون الأسود إلى كل من الامتزاز على سطح الجسيمات NCM الثابتة الكربون، أي نقول أن أسود الكربون أعلاه في نسبة خلط العملية الرطبة ليس كل من و "تتكون من الكربون الأسود"، والجافة جزئيا مختلطة خلال الجسيمات لا كثف على سطح الكربون الأسود أصبح NCM "تتكون من الكربون الأسود"، ل توصيف الطين "التي تتكون من الكربون الأسود" الحجم الحقيقي، تمت دراسة سامانثا L. Morelly الخصائص الريولوجية مختلفة من الطين، وعدد من الطين "التي تتكون من الكربون الأسود في هذا التوصيف.
النانوية السوداء CB الكربون، والكثافة هي صغيرة نسبيا، وNCM جزيئات كبيرة نسبيا، وكثافة عالية نسبيا، وبالتالي فإن كمية الطين "التي تتكون من الكربون الأسود" من شأنه أن يؤثر بشكل كبير على خصائص الريولوجية للنظام الطين، يمكننا أيضا لصق خصائص الانسيابية من عدد معكوس المستمدة 'تتكون من الكربون الأسود "الطين. (الكربون الأسود المحتوى 2.5٪) يمكننا أن نرى من هذا الرقم لذلك، عندما F = 1 (وهذا هو، كل من السود الكربون هي الرطب وأضاف خلال خلط) الطين وجود حد أقصى لمعامل المرونة ومعامل اللزوجة، وتقريبا أي علاقة مع معدل القص، ومعامل مرونة G "هو دائما أكبر من G ''، مما يدل على أن هذا الوقت الطين يسلك حالة الهلام المهترئ .عندما ينخفض f من 1 إلى 0.75 و 0.5 ، ينخفض معامل الميل بشكل ملحوظ .في f = 0.25 ، ينخفض معامل الميل أكثر ونتابع المنحنى. يمكن ملاحظة أنه لا توجد علاقة ذات دلالة معنوية بين معامل المرونة G 'والتردد ، إلا أن المعامل اللزج G' 'يزيد مع التردد ، وعلى تردد 10-100 G' و G '' تشير هذه الظاهرة إلى أن الملاط يظهر حالة هلام ضعيفة ، وعند f = 0 ، تتطابق الخواص الريولوجية للملاط تقريبًا مع f = 0.25. بنفس الطريقة ، فإنه يدل على أن طحن الكرة والخلط الجاف لا يجعل كل CB يمتص على سطح جسيمات NCM.
من الشكل b أدناه يمكننا ملاحظة أن الملاط ذو 3.0٪ بالوزن من CB لديه خصائص متشابهة ، ولكننا وجدنا أيضًا أنه عند f = 0 ، يكون لمطحنة CB٪ 3 معامل أدنى ، وهو مماثل لما سبق. الملاحظات متسقة ، مشيرا إلى أن كمية "أسود الكربون الحر" في الطين بعد الطحن الجاف مع 3 ٪ CB هو أقل.
وفقا لنتائج المذكورة أعلاه، سامانثا L. Morelly قيم مختلفة من معامل و الطين على تردد 1rad / ق لجعل الرسم البياني، كما هو مبين أدناه، وفقا لمعامل الطين وتم تقسيم الطين سامانثا L.Morelly لقسمين: منطقة جل قوية، وهي منطقة هي ضعف هلام يمكن أن ينظر إليه من العدد الرقم "تتكون من الكربون الأسود" وجود تأثير كبير على معامل الطين، و 3٪ CB وضع الطين. مبلغ أعلى بكثير من 2.5٪ CB الطين، ولكن عندما و = 0.5، ومعامل للعجائن الطرفين هي نفسها، مشيرا إلى أن عددا من الطين "التي تتكون من الكربون الأسود" هو نفسه، عندما و هو أبعد انخفض إلى 0.25 بعد 3٪ معامل الطين إلى CB حتى أقل من 2.5٪ من الطين مختلطة من قبل الكرة طحن وصف الجاف، CB 3٪ من عدد الطين "التي تتكون من الكربون الأسود" لتكون أقل من 2.5٪ من أسود الكربون.
ويوضح الشكل التالي أداء معدل استخدام مختلف الخليط المحضر من عملية الطين، عندما يكون المبلغ المضاف من 2.5٪ من الكربون الأسود، يمكننا أن نرى أن أسوأ أداء و = 0، و = 0.25 أفضل أداء. عندما الكربون عندما يكون المبلغ المضاف من السود 3٪، F = 0 و F = 0.25 أظهرت الأقطاب الكهربائية على أفضل أداء، في حين أن المحتوى CB من فقدان قدرة 3٪ في ارتفاع معدل NCM المواد يجب أن تكون أقل بكثير من CB 2.5 ٪ من الطين.
تحليل العوامل التي تؤثر على خصائص معدل NCM الكهربائي، SamanthaL المحتوى Morelly 2.5٪ CB القطب تم اختبار الموصلية والنتائج المبينة أدناه يمكن أن ينظر F = أعلى التوصيل الكهربائي من FIG 1، و = 0 0.25 وانخفاض الموصلية الكهربائي، وذلك أساسا لأنه عندما "يتم تشكيل بعيدة المدى الموصلية" و = 1، كل من الكربون الأسود CB هيكل في عملية الخلط الرطب لتحسين التوصيل من القطب، فقد كان أيضا وأكدت النتائج SEM أنه في حين و = 0 و 0.25 منذ أكثر من الكربون وكثف جزيئات سوداء على سطح NCM في طحن عملية مزج الجافة، مما أدى إلى "تتكون من الكربون الأسود 'هو صغير جدا، لذلك" طويلة المدى الموصلية " ضعف الأداء ، مما أدى إلى انخفاض الموصلية.
يمكننا أن نرى من نتائج التحليل أعلاه، وخصائص معدل تأثير بطارية ليثيوم أيون ولا يعتقد عموما عملياتنا "نشر"، هو أكثر المتضررين من الموصلية الإلكترون، على سبيل المثال، وجدت دراسة سامانثا L. Morelly، خصائص نسبة الطين 3٪ محتوى CB في القطب ينبغي أن يكون أفضل بكثير من المحتوى CB 2.5٪، وفقا لارتباطات "نقل أيون" على الالتزام النظرية، والمزيد من القطب إجراء كيل يعني مسار نشر أكثر متعرج من لي +، وسوف تقلل من معدل أداء القطب. وثانيا، كشف العمل سامانثا L.Morelly أيضا "قصيرة موصلة" معدل تأثير قدرة بطارية ليثيوم أيون، وتظهر الدراسات أنه بحلول CB طحن الكرة كثف تشكيل أفضل 'قصيرة من سطح الجزيئات NCM "الأداء معدل الشبكة يمكن أن تحسن بشكل كبير الكهربائي، 'قصيرة إجراء موصل' أهمية في الخصائص معدل القطب أعلى حتى من 'الموصلية بعيدة المدى".
