Estudos sobre o mecanismo de baterias de iões de lítio declinam para baixo principalmente concentrada nos materiais de ânodo e cátodo, tal como muitos estudos têm demonstrado que as perdas de substância activa, o aumento da resistência interna da bateria, etc, são os principais factores que originam iões gota falha de lítio, e um aglutinante de lítio O papel desempenhado pelo decaimento da bateria de íons é relativamente pequeno.Na verdade, embora a proporção do aglutinante na bateria de íons de lítio seja muito pequena (geralmente menos de 5% do material ativo), o aglutinante tem desempenhado um papel. O papel fundamental Nas baterias de íons de lítio, o papel do adesivo é unir as partículas do material ativo e as partículas do agente condutor para formar um sistema estável, porém, devido à presença de eletrodos positivos e negativos durante a carga e descarga Uma certa alteração de volume destruirá esta estrutura estável, por exemplo, a mais comum é a situação mostrada na figura abaixo: O fenômeno de camadas ocorre entre o agente adesivo / condutor e as partículas do material ativo, resultando no material ativo. A perda causou uma diminuição na capacidade reversível da bateria de íons de lítio.
A fim de analisar o papel dos adesivos no declínio das baterias de íons de lítio, JM Foster, da Universidade de Portsmouth, Reino Unido (venha comigo, "Portsmouth" tem uma sensação de caixa-B) por um modelo de processo para estudar a forma de partículas de material activo, na velocidade de circulação das características de ligação adesiva, estudos indicam partículas elípticas aumenta significativamente a absorção do adesivo na expansão superior e inferior das partículas de electrólitos Strain, grande taxa de descarga de carga (mais de 1C) também aumentará significativamente a deformação do ligante nos lados esquerdo e direito das partículas do material ativo, afetando o desempenho do ciclo da bateria.
modelo JM Foster que consiste em três grandes hipóteses: 1) cheio com um eléctrodo electrólito material activo é constituído por partículas porosas esféricas e o adesivo elástico, os microporos adesivas; 2) estará em que as partículas de material activo para a inserção de lítio e dessorção de lítio Ocorre expansão do volume 3) O adesivo inchará quando entrar em contato com o eletrólito.
Com base nas suposições acima, JM Foster usou métodos matemáticos para modelar o motor (porque o processo de modelagem foi projetado com muito conhecimento mecânico, Xiao Bian não é um profissional mecânico aqui e não é um assunto vicioso. Amigos interessados podem conferir o original) , olhamos diretamente para os resultados do modelo.
No eletrodo real, existem dezenas de milhões de partículas de material ativo e uma grande quantidade de ligante.É obviamente irrealista para resolver diretamente o eletrodo inteiro.Portanto, JM Foster adota um método simplificado.JM Foster acha que, além da borda do eletrodo Posição, a força interna do eletrodo é muito uniforme, para que possamos simplificar o processo de solução de todo o eletrodo para resolver as partículas do material ativo único e o adesivo em torno dele, de modo que o processo de solução do modelo é bastante simplificado.
A figura a seguir mostra a distribuição das tensões do aglomerante em torno das partículas do material ativo após o inchamento do eletrólito absorvente A figura a seguir mostra a ligação dos pontos P e E das partículas do material ativo após a absorção do eletrólito. A partir da figura, podemos ver que a deformação no ponto P próximo à superfície do eletrodo e o coletor de corrente aumentam à medida que a solução de absorção do adesivo se expande, e a deformação no ponto E nos lados esquerdo e direito da partícula aumenta. Devido à fluidez do adesivo, o adesivo empurra o adesivo da parte superior e inferior das partículas do material ativo para ambos os lados do material ativo sob a ação da deformação.
A figura b abaixo mostra a distribuição de tensão do adesivo circundante durante a troca de volume das partículas do material ativo.Pode-se notar a partir da figura que a distribuição de tensão adesiva causada pela mudança de volume do material ativo é quase uniforme, mas estudo cuidadoso ainda encontrado As tensões adesivas nos lados esquerdo e direito do material ativo são ainda mais altas que as tensões nos adesivos nas extremidades superior e inferior do material ativo, indicando que o adesivo nos lados esquerdo e direito das partículas do material ativo é mais propenso a se delaminar durante o ciclo. No entanto, na prática, precisamos observar que, como o material ativo do eletrodo positivo tem uma alteração de volume muito pequena durante o ciclo (NMC 2-4%), a alteração da tensão causada pela expansão de volume das partículas do material ativo é muito menor do que a devida ao PVDF. Expansão de volume causada pela aspiração adesiva.
A análise anterior era para partículas esféricas, mas na prática usamos partículas com muitas outras formas, então JM Foster analisou o efeito de diferentes formas de partículas na deformação do adesivo.A figura abaixo mostra as diferentes formas de partículas. Para o efeito da distribuição de deformação após a aspiração do adesivo, a deformação ligante no ponto P das partículas elípticas é positiva e a deformação ligante no ponto E é negativa, conforme calculado. Isso é consistente com a análise anterior.Também pode ser visto na figura abaixo que a orientação das partículas elípticas também afeta a tensão do adesivo.Quando o lado mais longo da elipse é paralelo à superfície do eletrodo, ele aumentará significativamente. Tensão adesiva.
A figura abaixo mostra a tensão do adesivo em diferentes taxas de carga (Fig. A mostra a tensão do adesivo no eletrodo positivo e Fig. B mostra a tensão do adesivo no eletrodo negativo). A taxa de carregamento mais lenta usada nas necessidades de cálculo 3100h carga é completada, e a taxa de carregamento mais rápida requer apenas 0.031h para completar o carregamento.Pode ser visto a partir da figura que a alta taxa de carregamento aumenta significativamente a tensão do adesivo na posição do ponto E da partícula de material ativo, resultando no adesivo e atividade. O problema da delaminação das partículas do material Em geral, o carregamento rápido de mais de 1C será positivo, e o adesivo do eletrodo negativo será danificado, afetando a vida útil da bateria de íons de lítio.
O trabalho de JM Foster nos permite ter uma compreensão clara da distribuição de tensão do adesivo em torno das partículas do material ativo do nível microscópico, e os fatores que afetam a distribuição de tensão do adesivo - formato de partícula do material ativo e taxa de carga / descarga, Conduzido em profundidade discussão, para o projeto de material de eletrodo e design de formulação de bateria de íon de lítio tem um certo significado de orientação.
