Lithium-Ionen-Batterie-Kathodenmaterialien weisen im Allgemeinen eine schlechte Leitfähigkeit auf, so dass bei der Verwendung leitfähiger Mittel im Allgemeinen zur Erhöhung der Leitfähigkeit übliche leitfähige Mittel Carbon Black-Leitmittel, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Kohlenstofffasern und die aktuellen feuerartigen Graphitmaterialien umfassen können diese Arten von leitfähigen Mitteln, wenn sie von der Struktur getrennt sind, in drei Kategorien eingeteilt werden: 1) nulldimensionale leitfähige Mittel, wie Ruß, 2) eindimensionale leitfähige Mittel, wie Kohlenstoffnanoröhrchen und Kohlenstofffasern, 3) zweidimensional leitfähig Mittel, wie beispielsweise Graphenmaterialien, haben jeweils ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften, wie Rußmaterialien haben Vorteile in der Kurzstreckenleitung, und leitende Kohlenstoffnanoröhrchenmittel haben Vorteile bei der Fernleitung.
Wenn Lithium-Ionen-Batterien arbeiten, denken wir allgemein, dass es zwei Verbindungen gibt, die die Batterieleistungsleistung begrenzen: 1) elektronische Leitung, 2) Ionenübertragung, viele Studien haben elektronische Leitungsstrecken, die die Leistungsfähigkeit und Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien beeinflussen. Um die elektrischen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern, sind mehr leitfähige Mittel von Vorteil Samantha L. Morelly und andere von der Drexel University untersuchten Ionenleitung, Fernleitung und Kurzstreckenleitung durch verschiedene Homogenisierungsprozesse. Die Auswirkung der "Kurzstrecken-Leitfähigkeit" der Lithium-Ionen-Batterie auf die Geschwindigkeit ist für die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie von größerer Bedeutung.
Samantha L. Morelly Experiment NCM111 Material als Forschungsobjekt ausgewählt, Ruß als Leitmittel verwenden, PVDF als Bindemittel, wird die Aufschlämmung Formulierung in zwei Teile geteilt, einer 95% NCM ist, 2,5% CB, 2.5 % PVDF, 94,5% des zweiten NCM, 3% der CB, 2,5% PVDF, unter Verwendung von zwei unten wurden aus dem Flussdiagramm gezeigten Verfahren homogenisiert, können wir unten sehen Samantha L. Morelly Verwendung von zwei leitenden mittels CB Ruß Weise hinzugefügt wird, eine zusammen mit all den Ruß CB in das PVDF-Material NCM Klebstoff, der eine ist der erste Abschnitt der Kugelmühle wurden trocken gemischt NCM und CB, und dann die restlichen CB von PVDF addierte in den Leim, das Verhältnis trockene Mischung aus CB = 1-f (f = 0, 0,25, 0,5, 0,75 und 1), glauben wir, dass in der Regel durch Kugel Fräsverfahren ermöglicht der Ruß CB Teilchen adsorbierte NCM Oberfläche, wird ‚fixed Ruß‘, während ein Nassmischverfahren zwischen den Teilchen vorhanden sind durch Zugabe von Ruß CB NCM bilden, Samantha L. Morelly genannte Ruß aus '.
Die folgende Abbildung zeigt eine SEM-Fotografie eines NCM Materials, kann die Teilchengröße aus Figur NCM zu sehen ist etwa 10um, Tafel B ist der Gehalt an CB 2,5%, f = 0 (d.h.er Ball mit allen der CB und NCM trocken gemischt Fräsen) Bildelektroden, können wir viele CB nicht adsorbierten auf der Partikeloberfläche des NCM, aber signifikante Agglomeration aufgetreten siehe Fig. C ist der Gehalt von CB 3%, f = SEM-Bild der Elektrode von 0, aus dem Bild, das wir werden kann, die auf der Oberfläche der Partikel zu sehen ist, sind die meisten der NCM CB adsorbiert, das weniger agglomerierte Teilchen. zeigt dieses Ergebnis, dass, Ruß während des Trockenmisch CB ist nicht auf alle der Adsorption an die Teilchenoberfläche NCM festen Kohlenstoff hinzugefügt, d.h. wir sagen, dass der obige Ruß in dem Naßverfahren Mischungsverhältnis nicht all f ‚von Ruß aus“, und teilweise trocken gemischt während des Partikels auf der Oberfläche des Rußes adsorbiert wird die NCM worden‘bestehend aus Ruß", für Charakterisierung von Schlamm ‚bestehend aus Ruß‘ wahren Ausmaß, Samantha L. Morelly unterschiedliche rheologischen Eigenschaften des Schlamms wurden untersucht, und die Anzahl der Slurry ‚bestehend aus Ruß‘ in dieser Charakterisierung.
CB Ruß-Nanopartikeln, die Dichte ist relativ klein, und NCM relativ große Teilchen, die Dichte relativ hoch ist, so dass die Menge des Schlamms ‚bestehend aus Ruß‘ deutlich die rheologischen Eigenschaften des Schlamms Systems auswirken würde, können wir auch einfügen die rheologischen Eigenschaften einer inversen Zahl abgeleitet ‚bestehend aus Ruß‘ Slurry. (Rußgehalt 2,5%) man aus der Figur sehen kann ein, wenn f = 1 (das heißt, alle der Ruße sind nass während des Mischens) eine Aufschlämmung einen maximalen Elastizitätsmodul und der Viskositätsmodul, und fast keine Beziehung mit der Schergeschwindigkeit zugegeben, wobei der Elastizitätsmodul G ‚ist immer größer als G‘‘, was anzeigt, daß diese Zeit die Aufschlämmung eine aufweist Der Zustand des gelierten Gels Wenn f von 1 auf 0,75 und 0,5 abnimmt, fällt der Modul der Aufschlämmung signifikant ab, bei f = 0,25 fällt der Modul der Aufschlämmung weiter ab und wir folgen der Kurve. kann in ‚keine signifikante Beziehung zwischen der Frequenz, aber der Viskositätsmodul G‘ das Elastizitätsmodul G gefunden werden ‚sondern nimmt zu, wenn die Frequenz ansteigt, wird die Frequenz von 10 bis 100, wenn das G‘ und G ‚‘ überlagert erscheinen ist Dieses Phänomen zeigt an, dass die Aufschlämmung einen schwachen Gelzustand aufweist.Für f = 0 stimmen die rheologischen Eigenschaften der Aufschlämmung fast mitder bei f = 0,25 überein. Auf die gleiche Weise zeigt es, dass das Kugelmahlen und das Trockenmischen nicht alle CB an der Oberfläche von NCM-Teilchen adsorbieren.
Aus der Figur können wir b CB-Gehalt von 3,0 Gewichts-% Slurry mit ähnlichen Eigenschaften beobachten, aber wir fanden auch, dass, wenn f = 0, wobei der Gehalt von 3 Gew% CB Slurry einen niedrigen Modul aufweist, mit dem den oben SEM Die Beobachtungen sind konsistent, was darauf hindeutet, dass die Menge an "freiem Ruß" in der Aufschlämmung nach dem Trockenvermahlen mit 3% CB geringer ist.
Nach den obigen Ergebnissen Samantha L. Morelly verschiedene Werte von f Slurry Modul bei einer Frequenz von 1rad / s ein Diagramm zu machen, wie unten gezeigt, nach dem Modul der Aufschlämmung wurde die Aufschlämmung Samantha L.Morelly geteilt Für zwei Zonen: eine ist eine starke Gelzone und eine ist eine schwache Gelzone Es kann aus der Figur gesehen werden, dass die Menge an "freiem Ruß" eine signifikante Auswirkung auf den Modul der Aufschlämmung hat, 3% CB-Aufschlämmungsmodell Die Menge ist signifikant höher als die 2,5% CB-Paste, aber wenn f = 0,5 ist, ist die Leimung der zwei Pasten die gleiche, was anzeigt, dass die Menge an "freiem Ruß" in der Paste die gleiche ist, wenn f weiter ist sank auf 0,25 nach 3% -Modul der Aufschlämmung auf der CB sogar weniger als 2,5% des Slurry durch Kugelmahlen gemischt, trocken Beschreibung, CB 3% der Anzahl der Slurry ‚bestehend aus Ruß‘ auf weniger als 2,5% Ruß.
Die folgende Abbildung zeigt die Leistung verschiedenen Rate mit Homogenaten aus dem Slurry-Verfahren hergestellt, wenn die zugegebene Menge von 2,5% Ruß, können wir die schlechteste Leistung von f = 0, f = 0,25 bester Leistung sehen, dass. Wenn der Kohlenstoff wenn die zugegebene Menge an schwarz 3%, f = 0 und f = 0,25 Elektroden, die die beste Leistung zeigten, während das CB-Gehalt von 3% Kapazitätsverlust bei hohen Rate NCM Material deutlich weniger als der 2,5 sein sollte CB % der Aufschlämmung.
Zur Analyse der Faktoren, die die Geschwindigkeitseigenschaften NCM Elektrode beeinflussen, SamanthaL. Morelly-Gehalt von 2,5% CB Elektrodenleitfähigkeit wurden getestet und die folgenden werden können gezeigten Ergebnisse ersichtlich f = höchste Leitfähigkeitselektrode aus Fig. 1, f = 0 0,25 und untere Elektrode Leitfähigkeit, vor allem, weil bei f = 1, alle von dem Ruß CB ‚Long Range Leitfähigkeit gebildet wird‘ Struktur in Nassmischverfahren, die Leitfähigkeit der Elektrode zu verbessern, werden auch schon SEM Ergebnisse bestätigten, daß, während f = 0 und .25 Da die meisten der Rußpartikel auf der Oberfläche des NCM in dem Fräsen von Trockenmischprozesse adsorbiert werden, was zu einem ‚bestehend aus Ruß‘ zu klein sind, so ‚long Bereich Leitfähigkeit‘ Schlechte Leistung, dadurch geringere Leitfähigkeit.
Wir können von den oben genannten Analyseergebnissen sehen, die Einfluss Geschwindigkeitseigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie sind im Allgemeinen nicht gedacht unsere ‚Diffusion‘ Prozesse, mehr durch Elektronenleitfähigkeit beeinflusst wird, beispielsweise Samantha L. Morelly Studie fand heraus, Geschwindigkeitseigenschaften der Aufschlämmung 3% CB-Gehalts in der Elektrode als 2,5% CB-Gehalt signifikant besser sein sollten, entsprechend die Verbindungen ‚Ionentransport‘ durch eine Theorie gebunden zu sein, die mehr Elektroden leitende Mittel bedeutet eine gewundene Diffusionsweg von Li +, es wird die Rate der Leistung der Elektrode reduzieren. Zum anderen Samantha L.Morelly Arbeit zeigte auch, 'Kurz Conductive Fähigkeit Lithium-Ionen-Batterie Schlagrate, zeigen die Untersuchungen, dass adsorbierte durch Kugelmahlen CB ein ‚Kurz der Teilchen NCM der Oberfläche besser bilden Leitfähige Netzwerke können die Ratenleistung der Elektroden signifikant erhöhen, und die "Kurzstreckenleitung" ist in den Elektrodenrateneigenschaften noch wichtiger als die "Fernbereichsleitung".
