리튬 이온 전지의 메카니즘에 관한 연구가 다운 거의 같은 많은 연구와 양극 및 음극 물질 농축 감소 활성 물질 손실의 주요 요인이 실패 드롭 리튬 이온을 일으키는 등, 전지의 내부 저항이 증가하는 것이 도시 및 바인더 리튬 한 리튬 이온 전지의 결합제의 비율이 매우 작은 (활성 물질을 일반적으로 이하 5 %)이지만 역할 사실. 재생 이온 배터리는 여전히 비교적 작다 동안 다운 감소하지만 결합제를 재생 리튬 이온 전지의 중요한 역할은, 접착제, 접합 도전성 입자가 안정된 시스템을 형성한다. 그러나, 충 방전 과정에 의한 포지티브 및 네거티브 모두의 존재로 활물질 입자 역할 일정한 부피 변화는이 안정한 구조를 파괴 할 수 있습니다. 예를 들어, 가장 일반적인 현상은 아래 그림과 같습니다. 접착제 / 전도 제와 활물질 입자 사이에 층 현상이 일어나 활성 물질 이 손실로 인해 리튬 이온 배터리의 가역 용량이 감소되었습니다.
리튬 이온 배터리 접착제의 역할을 분석하기 위해 재생 중에 아래로 감소, 포츠머스 대학 : JM 포스터의 (나 후 모든 사람에게 '포츠머스 하이츠'는 B-상자의 아무 느낌이 없다) 접착제의 접착 특성의 순환 유량을 상기 활성 물질 입자의 형상을 연구하는 프로세스 모델에 의하여 조사 타원형 입자를 나타내는 상당히 전해질 입자의 상하 팽창 접착제의 흡수를 증대 스트레인, 큰 충 방전 속도 (1C 이상)는 활물질 입자의 왼쪽과 오른쪽의 바인더 변형을 크게 증가시켜 배터리의 사이클 성능에 영향을 미친다.
세 가지 주요 가정 이루어진 JM 육성 모델 : 2), 리튬의 삽입과 리튬의 탈착 활물질 입자 것이다 1) 전해질 전극 활성 물질로 충진 구형 다공질 입자와, 상기 탄성 접착제, 접착 세공 이루어져 3) 접착제가 전해액과 접촉했을 때 접착제가 팽창합니다.
위의 가정에 따르면, JM 포스터는 수학적으로 모터를 모델 (기계적인 지식의 모델링 설계의 다수, 여기에 기계 공학의 적지 않은 시리즈는하지 침입하고, 관심있는 친구들은 원본 텍스트를 볼 수 있습니다) 우리는 결과를 직접 모델 봐.
JM 포스터 간단한 접근법 JM 포스터를 사용하므로 실제로 활물질 입자와 직접 전극 전체에 접착제 조성물의 대량 수천만는 명확 비현실적 해결되는 전극의 가장자리에 더하여 힘에 의해 위치가, 내부 전극이 매우 균일하고 있으므로이 해결 프로세스 전체에 전극 활물질이 단일 입자이며, 용액 공정이 크게 모델을 단순화되도록 그 주위의 접착제가 해결 단순화 할 수있다.
다음 그림은 활물질 입자의 주위에 응력 분포의 전해질 팽창 흡수 바인더를 나타내고, 하부 패널 C는 결합 점 (P) 및 상기 전해질을 흡수 후의 활물질 입자의 바인더의 점 E를 도시 변형 경향 에이전트, 우리는 접착제에 흡수 용액이 입자 표면 팽창 후의 콜렉터 전극 부근에 점 P에서의 변형률의 증가 원인이 도면으로부터 볼 수있는 반면, 변형의 좌우의 점 E에서 입자 바인더에 의한 유동성 저하, 결합제는 상부 및 변형의 영향 하에서 바닥 물질 활물질 입자의 양측을 향해 그렇게 활성화 될 것이다.
패널 B는 접착제의 변형 분포가, 접착제는 도면에서 활성 물질의 부피 변화에 의해 발생하는 응력 분포가 거의 균일 한 것을 알 수있다 주변 프로세스의 부피 변화에 활물질 입자를 나타내지 만, 여전히 신중한 연구를 발견 좌측 및 우측 변형률 활물질 접착제 또는 점착제의 하단부보다 활물질 박리 현상이 활물질의 바인더 입자의 왼쪽과 오른쪽의주기 경향 나타내는 스트레인을 받는다 그러나 사실, 우리는 매우 작은 부피 변화의 사이클 (NMC 2-4 %) 중에 정극 활물질을 유의해야하고, PVDF보다 인해 때문 체적 팽창에 활물질의 바인더 입자 따라서 변형률 변화 훨씬 작은 접착제 흡인으로 인한 부피 팽창.
상기 분석은 구형 입자로 이동하지만, 입자의 실제 사용 우리는 많은 다른 형태, 분석 하였다 접착제에 의한 균주의 다른 입자 형상 따라서 JM 포스터 효과를 갖는다. 다음 그림은 다른 입자 형상을 나타낸다 점 E에서 결합제의 변형이 음수 동안 액체 흡수성 접착제 응력 분포의 영향, 바인더 변형 점 위치 (P)의 타원형 입자의 계산 결과는 긍정적 전극 표면에 타원형 평행 한 장변이 상당히 증가 할 때,이 또한 도면으로부터 알 수있는 이전의 분석과 일치, 배열 방향 타원형 입자는, 접착제 변형 영향 접착 성 변형.
다음 그림은 접착제의 다른 충전 속도에서 변형 도시 채용 느린 충전 속도 계산 요구 (정극의 균주도 접착제를, B는 부극의 접착제도 균주) 3100h 충전을 완료하고 종료 만 균주 접착 활성을 일으키는 높은 충전율 도면에서 접착제의 활물질 입자 위치 E 점에서 크게 증가 알 수있는 가장 빠른 충전 속도 0.031h 충전을 필요로한다 층상 재료 입자 문제. 일반 급속 충전 속도에 따라서 리튬 이온 배터리의 수명에 영향을 미치는, 1C, 양수, 음수 접착제 생산 손상 넘을.
JM Foster의 연구는 미세 수준에서 활물질 입자 주변의 접착제의 변형률 분포 및 접착 - 활성 물질 입자 형태의 변형률 분포 및 충 방전 속도에 영향을주는 요인을 명확하게 이해할 수있게 해 주며, 심층적 인 토론을 통해 전극 재료 설계 및 리튬 이온 배터리 배합 설계에 대한 지침이 중요합니다.
