بطارية ليثيوم أيون هو الطين السائل خليط متعدد المراحل، والذي يتكون من المادة الفعالة، وكيل موصل في المرحلة الصلبة، مما تتألف من المذيب السائل والموثق (في المذاب في مذيب)، وبطارية ليثيوم أيون عملية تجفيف القطب هيكل تأثير كبير، والدراسات الإنسانية الأخرى ماركوس مولر، ألمانيا جامعة 卡尔斯鲁尼 وجدت في عملية القطب تجفيف السلبية الجرافيت يؤدي إلى وقوع تجميع القطب سطح PVDF، يتم تشكيل تركيز PVDF التدرج داخل القطب، وجفت مع سوف يؤدي إلى مزيد من السرعة PVDF تجميع لسطح القطب، الأمر الذي سيؤدي إلى خفض محتوى الجرافيت / النحاس واجهة PVDF الموثق، مما أدى إلى التصاق الفقراء من المادة الفعالة، وتدهور أداء البطارية. معهد ستيفان تقنية 卡尔斯鲁尼آلية Jaiser الذي يؤدي إلى التوزيع غير المتكافئ للPVDF في عملية التجفيف هي ظاهرة الشعرية ويرجع ذلك إلى بنية مسامية من القطب، وتبخر المذيب في الطبقة السطحية، والعمل الشعري الكامن وراء المذيب سوف "تمتص" على سطح القطب، مما أدى إلى القطب PVDF توزيع غير متجانس.
بحث من جامعة الألمانية Kaerluni من الصعب العثور على خفض معدل التجفيف يؤدي إلى توزيع أكثر الموحد للPVDF لتحسين الالتصاق من القطب، ولكن سرعة التجفيف منخفضة جدا سيؤدي إلى انخفاض كبير كفاءة الإنتاج، وبالتالي من غير الواقعي الحد من سرعة التجفيف بشكل أعمى في الإنتاج الفعلي ، ومن أجل حل هذا التناقض ، قام إف. ف. ت. ، من جامعة التكنولوجيا في كاتالونيا بإسبانيا ، بعمل نموذج لعملية تجفيف الأقطاب الكهربائية لبطارية أيون الليثيوم ومحاكاتها. أثناء عملية التجفيف ، تم تحسين توزيع المواد اللاصقة PVDF داخل الإلكترود ، وتم استخدام النموذج لتحسين عملية التجفيف ، وتم تقليل معدل التجفيف تدريجياً ، وتم الاحتفاظ بالقطب الداخلي بشكل موحد نسبياً مع تقليل وقت التجفيف. توزيع PVDF.
يعتقد F. Font أن تجفيف القطب يمكن أن ينقسم إلى عمليتين: 1) عملية انكماش القطب الموحد.في هذه العملية ، يتبخر مذيب NMP تدريجياً ويقل سمك طبقة الملاط بالتدريج ، ولكن بسبب الخواص الثابتة لملاط الإلكترود. حيث أن المادة الفعالة لا تزال توزيع الجسيمات موحد جدا؛ 2) العملية الثانية هي كانت جزيئات المادة الفعالة اتصال كامل، ولكن لا يزال الحصول على مزيد من المذيبات NMP بين جزيئات المادة الفعالة، NMP الجسيمات المسامية في عملية التجفيف لاحقة تدريجيا يتبخر، وترك الفراغات بين جزيئات المادة الفعالة.
لإجراء تجفيف المبين أعلاه أنشئت F. الخط نموذج أحادي البعد، أي لن يتم تنتشر المواد على طول اتجاه عمودي على القطب، الطين السائلة والصلبة تكوين مرحلة (المحتوى وكيل موصل منذ قليل، لذلك كهربائيا موصل لا تحسب كلاء على حدة، ولكن في واعتبر وكيل لاصقة موصل في)، وعلاوة على ذلك، منذ التوصيل الحراري من الطين مرتفع جدا، حتى لا يكون هناك أي F. الخط درجات الحرارة التدرج في الفيلم الطين، لمواصلة تبسيط نموذج.
استناداً إلى تحليل سلوك PVDF في عملية التجفيف ، يعتقد F.Font أن PVDF يتأثر بشكل أساسي بنوعين من القوى في عملية التجفيف: 1) بسبب السحب اللزج الناجم عن تبخر المذيب ، يتم سحب PVDF باتجاه سطح القطب ؛ 2 ) نشر نظرا لتركيز الانحدار، يتم الضغط على تركيز أعلى من PVDF من سطح القطب القطب الداخلي الظهر. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما تركيز PVDF سيتم تبلور٪ فقط 77 (درجة.] C خلال 60)، مما يشير إلى أنه في الخطوة الأولى وتجفيف عجينة فيلم انكماش خلال هطول الأمطار لم تصل الى تركيز PVDF، وقد تبخرت PVDF كما NMP من المسامات بين الجسيمات وبين حدوث التبلور في الخطوة الثانية من التجفيف.
في دراسة نقل المواد في عملية التجفيف نحتاج إلى استخدام معلمة بلا أبعاد هامة Pe (Pe = vl / D ، حيث v هي السرعة المميزة ، l هي طول الميزة ، D هو معامل الانتشار) ، نسبة النقل الحراري وانتقال الانتشار في نقل المواد: عندما يزيد Pe ، تزداد نسبة الحمل الحراري ونسبة نقل الانتشار. F. Font يقسم عملية التجفيف إلى تجفيف بطيء وفقًا لقيمة Pe. <<1) 和快速烘干过程 (Pe>> 1).
خلال عملية التجفيف البطيء (Pe<<1) 中, 粘结剂浓度随时间的变化如下式所示, 由于烘干过程中物质的扩散输送速度要快于对流输送速度, 因此PVDF粘结剂在电极内部并不会形成浓度梯度, 从而形成PVDF粘结剂均匀分布的电极.
في عملية التجفيف السريع (Pe >> 1) ، يصبح انتشار الحمل هو العامل السائد ، لذلك يمكن التعبير عن تركيز مادة PVDF اللاصقة في مواقع مختلفة داخل فيلم الملاط بالصيغة التالية. في حالة التجفيف بسرعة عالية ، في الحمل الحراري تحت تأثير المادة اللاصقة سيتم جلبها إلى سطح القطب ، مما يؤدي إلى تدرج تركيز كبير داخل القطب.
حيث يتم إعطاء A (t) بواسطة
يوضح الشكل أدناه التجفيف السريع السرعة (السرعة المميزة v = 1.25x10-7م / ث ، بي = 0.1) والتجفيف عالية السرعة (السرعة الخاصة = 1.25 × 10-5m / s، Pe = 10) في الحالتين القصوى ، يمكن رؤية توزيع تركيز PVDF داخل القطب في اتجاه Z عند نقاط زمنية مختلفة في حالة التجفيف منخفض السرعة (أقل من a) في خمس مرات تكون منحنيات التركيز المحسوبة مسطحة تقريبًا ، مما يشير إلى أن تركيز PVDF داخل القطب يتغير قليلًا جدًا في اتجاه Z. لنلقِ نظرة على التجفيف عالي السرعة ، ونرى تركيز PVDF على سطح القطب على مدار الوقت. ارتفاع سريع (ارتفاع نهاية المنحنى) ، وتركيز المادة اللاصقة PVDF في السطح البيني بين المادة الفعالة وورقة النحاس منخفضة للغاية ، مما يشير إلى أن التجفيف بسرعة عالية يجعل تدرج تركيز كبير جدا داخل القطب.
من التحليل أعلاه ، ليس من الصعب أن نرى أن انخفاض سرعة التجفيف يؤدي إلى توزيع أكثر توحيدًا من PVDF ، ولكن في الإنتاج العملي ، تعتبر كفاءة الإنتاج أيضًا اعتبارًا مهمًا بالنسبة لنا ، لذلك نحتاج إلى تصميم نظام تجفيف أكثر ملاءمة. لا يمكن أن يقلل فقط من تدرج تركيز PVDF الداخلي ، ولكن أيضًا يحسن كفاءة التجفيف F. لا يقارن أنظمة التجفيف الثلاثة التالية: الأولى هي معدل التجفيف الثابت ، والثاني هو معدل التجفيف المتزايد. الثلاثة هي معدلات التجفيف التفاضلية.من نتائج الحساب في الشكل التالي ، يمكن لنظام التجفيف المتناقص تحقيق توزيع تركيز PVDF أكثر تناسقًا ، في حين أن نظام التجفيف التزايدية سيحصل على أكبر تدرج لواصق تركيز PVDF. وتبين أنه من أجل الحصول على توزيع أكثر توحيدًا للـ PVDF في الإنتاج الفعلي ، يجب أن نستخدم نظام تجفيف بسرعة متناقصة.
إن التوزيع غير المتكافئ للمواد اللاصقة PVDF الناتجة عن عملية التجفيف هي مشكلة عانينا منها لسنوات عديدة على الرغم من أن الجميع يعرف أن خفض سرعة التجفيف يمكن أن يحسن من تماثل اللاصق ، فإن هذه الطريقة غالباً ما تستخدم في عملية الإنتاج أكثر من الكفاءة. غير قادر على اعتماد ، عمل F. Font يسمح لنا برؤية الأمل في التوفيق بين هذا التناقض ، فعن طريق اعتماد نظام تجفيف يتناقص بسرعة ، من الممكن ضمان التوزيع المنتظم لـ PVDF في القطب ولتقليل وقت التجفيف بفعالية. الفوز للجودة والكفاءة.
