Une batterie au lithium-ion est une suspension fluide de mélange multiphase, qui comprend un matériau actif, un agent conducteur dans une phase solide, comprenant en outre un solvant liquide et le liant (en solution dans un solvant), la batterie lithium-ion sera procédé de séchage la structure électrode un impact significatif, et d'autres études humaines Marcus Müller, Allemagne University 卡尔斯鲁尼 trouvée dans le processus de séchage de l'électrode négative de graphite conduit à l'apparition de l'agrégation de l'électrode de surface de PVDF, gradient de concentration en PVDF est formée à l'intérieur de l'électrode, et on le sèche avec vitesse se traduira par plus PVDF d'agrégation à la surface de l'électrode, ce qui conduira à diminuer la teneur en liant à base de PVDF d'interface de graphite / cuivre, ce qui entraîne une mauvaise adhérence de la matière active, la dégradation des performances de la batterie. Stefan Institute of Technology 卡尔斯鲁尼mécanisme de Jaiser qui conduit à une répartition inégale du PVDF dans le processus de séchage est un phénomène capillaire en raison de la structure poreuse de l'électrode, l'évaporation du solvant dans la couche de surface, l'action capillaire sous-jacent du solvant va « aspirer » à la surface de l'électrode, ce qui entraîne une électrode de PVDF Distribution hétérogène.
La recherche de l'Université du Kaerluni allemand difficile de trouver le taux de séchage plus faible est favorable à une répartition plus uniforme de PVDF pour améliorer l'adhérence de l'électrode, mais la vitesse de séchage est trop faible entraînera l'efficacité de production nettement plus faible, et par conséquent réduire aveuglément la vitesse de séchage dans la production effective est impossible. F. police et Espagne 加泰罗尼亚 UNIVERSITY pour résoudre ce problème, un procédé de séchage de l'électrode de la batterie au lithium-ion a été modélisé pour simuler le Pendant le séchage, la distribution des adhésifs PVDF à l'intérieur de l'électrode a été optimisée, le modèle a été optimisé pour le séchage, la vitesse de séchage a été progressivement réduite et l'électrode interne a été maintenue relativement homogène avec un temps de séchage réduit. Distribution PVDF.
F. Font croit que le séchage des électrodes peut être divisé en deux processus: 1) Le processus de rétrécissement uniforme de l'électrode Dans ce processus, le solvant NMP est graduellement évaporé et l'épaisseur de la pellicule diminue graduellement, mais grâce aux propriétés stables de la suspension. La distribution des particules de matière active est toujours très uniforme 2) Le deuxième processus est que les particules de matière active sont complètement en contact, mais il y a encore plus de solvants NMP entre les particules de matière active et de NMP dans les pores de particules. S'évapore progressivement, laissant des pores entre les particules de matière active.
Un modèle unidimensionnel pour le processus de séchage F. La police est établie, c'est-à-dire que la diffusion du matériau ne se fait que dans la direction des électrodes verticales et que la suspension est composée d'une phase liquide et d'une phase solide L'agent n'est pas calculé séparément, mais l'agent conducteur est pris en compte dans le liant.) En outre, comme la conductivité thermique de la suspension est très élevée, F. Font estime qu'il n'y a pas de gradient de température dans le film de suspension, ce qui simplifie encore le modèle.
Basé sur l'analyse du comportement du PVDF dans le processus de séchage, F.Font pense que le PVDF est principalement affecté par deux types de forces dans le processus de séchage: 1) En raison de la traînée visqueuse causée par l'évaporation du solvant, le PVDF est traîné vers la surface de l'électrode; L'effet de diffusion provoqué par le gradient de concentration, le PVDF est repoussé de la surface de l'électrode avec une concentration plus élevée à l'intérieur de l'électrode.Les études ont montré que le PVDF ne cristallise que lorsque la concentration atteint 77% (à 60 ° C) Le PVDF n'atteindra pas la concentration de précipitation pendant le séchage et le rétrécissement de la membrane de suspension.Le PVDF se cristallisera dans la seconde étape de séchage lorsque la NMP s'évapore des pores inter-particules.
Dans l'étude du transport de matière dans le processus de séchage, nous devons utiliser un paramètre important sans dimension Pe (Pe = vl / D, où v est la vitesse caractéristique, l est la longueur caractéristique, D est le coefficient de diffusion), Pe signifie Le rapport du transport de convection et de diffusion dans le transport de matière Lorsque Pe augmente, la proportion de convection augmente et la proportion de transport de diffusion diminue F. Police Divise le processus de séchage en séchage lent selon la valeur de Pe. <<1) 和快速烘干过程 (Pe>> 1).
Pendant le processus de séchage lent (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.
Dans le processus de séchage rapide (Pe >> 1), la diffusion par convection devient le facteur dominant, de sorte que la concentration d'adhésif de PVDF à différents endroits dans le film de suspension peut être exprimée par la formule suivante. Sous l'effet de l'adhésif sera amené à la surface de l'électrode, ce qui entraîne un gradient de concentration important dans l'électrode.
Où A (t) est donné par
La figure ci-dessous montre le séchage à basse vitesse (vitesse caractéristique v = 1.25x10-7m / s, Pe = 0.1) et séchage à grande vitesse (Vitesse spéciale v = 1.25x10-5m / s, Pe = 10) Dans les deux cas extrêmes, la distribution de la concentration de PVDF à l'intérieur de l'électrode dans la direction Z à différents moments est visible dans le cas du séchage à basse vitesse (inférieur à a) à cinq reprises Les courbes de concentration calculées sont presque plates, indiquant que la concentration de PVDF à l'intérieur de l'électrode change très peu dans la direction Z. Jetons un coup d'œil sur le séchage à grande vitesse Nous voyons la concentration de PVDF sur la surface de l'électrode dans le temps. La montée rapide (redressement de l'extrémité de la courbe) et la concentration d'adhésif PVDF à l'interface entre le matériau actif et la feuille de Cu sont très faibles, ce qui indique que le séchage à haute vitesse fait un gradient de concentration très important à l'intérieur de l'électrode.
A partir de l'analyse ci-dessus, nous pouvons voir que le taux de séchage plus faible est favorable à une répartition plus uniforme de PVDF, mais dans l'efficacité de la production réelle est également une considération importante notre contenu, nous avons donc besoin de concevoir un système de séchage plus approprié, PVDF permettra de réduire le gradient de concentration à l'intérieur de l'électrode, mais peut également améliorer la comparaison de l'efficacité du séchage suivant F.Font système à trois de séchage: dans lequel la première vitesse de séchage est constante, les incréments d'une seconde vitesse de séchage, la première dont trois taux décroissant de séchage. à partir des résultats de la vue la figure, ce qui diminue le système de séchage pour obtenir une distribution plus uniforme de la concentration en PVDF, le système de séchage sera incrémenté pour obtenir le gradient de concentration maximale de liant PVDF ce produit. Il montre que pour obtenir une distribution plus uniforme du PVDF dans la production réelle, il faut utiliser un système de séchage à vitesse décroissante.
le processus de séchage causé par la répartition inégale du liant PVDF est un problème qui sévit depuis des années nous, même si nous savons tous que réduire la vitesse de séchage peut améliorer l'uniformité de l'adhésif, mais remplaçant l'efficacité de cette méthode est souvent la production réelle ne peut pas être accepté, le travail de F. Font nous allons voir l'espoir de réconcilier cette contradiction en adoptant le taux régressif du système de séchage peut assurer que le PVDF de cas uniformément répartie dans l'électrode, tout en réduire efficacement le temps de séchage pour atteindre Gagnant gagnant pour la qualité et l'efficacité.
