بررسی مکانیسم باتری های یون لیتیوم کاهش پایین بیشتر در آند و کاتد مواد، مانند بسیاری از مطالعات متمرکز نشان داده است که ضرر و زیان ماده فعال، افزایش در مقاومت داخلی باتری، و غیره عوامل اصلی ایجاد یونهای قطره شکست لیتیوم، و چسباننده برای لیتیوم نقش کاهش پایین در طول باتری های یون بازی است که هنوز هم نسبتا کوچک است. در واقع، اگر چه نسبت از چسب در باتری های لیتیوم یون بسیار کوچک (معمولا کمتر از 5 درصد از ماده فعال) است، اما آن را بازی میکند یک چسب نقش کلیدی در باتری های لیتیوم یون، نقش چسب، اتصال ذرات ماده فعال و ذرات عامل رسانا به منظور تشکیل یک سیستم پایدار است، اما با توجه به حضور الکترودهای مثبت و منفی در طول شارژ و تخلیه یک تغییر حجم خاص این ساختار پایدار را از بین می برد. برای مثال، شایع ترین وضعیتی است که در شکل زیر نشان داده شده است. پدیده لایه بندی بین عامل چسب / رسانا و ذرات ماده فعال رخ می دهد و در نتیجه مواد فعال از دست دادن باعث کاهش ظرفیت برگشت پذیری باتری لیتیوم یون شد.
به منظور تجزیه و تحلیل نقش چسب در کاهش باتری های لیتیوم یون، JM Foster در دانشگاه پورتسموث، انگلستان (آمده است با من، "پورتسموث" احساس B جعبه) با یک مدل فرآیند برای مطالعه شکل ذرات مواد فعال، در نرخ گردش خون از ویژگی های باندهای چسبنده مطالعات نشان می دهد ذرات بیضوی طور قابل توجهی افزایش جذب از چسب در گسترش بالا و پایین از ذرات الکترولیت فشار، میزان تخلیه با مقدار زیاد (بیش از 1 درجه سانتیگراد) همچنین باعث افزایش قابل توجهی فشار سوزنی در طرف چپ و راست ذرات ماده فعال می شود که بر عملکرد چرخه باتری تأثیر می گذارد.
مدل JM فاستر متشکل از سه فرض اصلی: 1) پر با الکترود الکترولیت مواد فعال متشکل از ذرات متخلخل کروی و چسب الاستیک، ریز چسب؛ 2) در ذرات مواد فعال برای درج لیتیوم و دفع لیتیوم افزایش حجم رخ می دهد؛ 3) چسب در هنگام تماس با الکترولیت بوجود می آید.
با توجه به مفروضات فوق، JM فاستر ریاضی در موتور مدل (با توجه به تعداد زیادی از طراحی مدل سازی دانش مکانیکی، نه یک سری کوچک از مهندسی مکانیک در اینجا نیز تجاوز نیست، و دوستان علاقه مند می توانند متن اصلی مشاهده) ، ما به طور مستقیم به نتایج مدل نگاه می کنیم.
در عمل چند ده میلیون نفر از الکترود فعال ذرات مواد و مقدار زیادی از ترکیب چسب به طور مستقیم به کل الکترود حل شده است به وضوح غیر واقعی، به طوری JM فاستر با استفاده از یک روش ساده، JM فاستر که علاوه بر لبه الکترود موقعیت توسط نیروهای، الکترود داخلی بسیار یکنواخت است، بنابراین ما می توانیم ساده سازی روند حل کل الکترود مواد فعال یک ذره است و چسب اطراف آن حل شده است، به طوری که فرایند حل مسئله تا حد زیادی ساده شده مدل.
شکل زیر نشان از یک چسب در جذب گسترش الکترولیت در توزیع تنش در اطراف ذرات ماده فعال، پانل پایین تر ج نشان می دهد که نقطه اتصال P و نقطه E از چسب در ذرات مواد فعال پس از جذب الکترولیت عوامل روند فشار، ما می توانیم از شکل راه حل جذب در چسب باعث افزایش فشار در نقطه P نزدیک به سطح ذرات و الکترود جمع آوری پس از گسترش است را ببینید، در حالی که ذرات در نقطه E از طرف چپ و راست از فشار کاهش سیالیت با توجه به چسب، چسب خواهد بود تا نسبت به هر دو طرف از بالا و پایین ماده ذرات مواد فعال تحت اثر کشش فعال است.
پانل B نشان می دهد که ذرات ماده فعال در تغییر حجم از روند اطراف توزیع کرنش از چسب، چسب می توان اشاره کرد که توزیع تنش ناشی از تغییر حجم ماده فعال از این رقم تقریبا یکنواخت است، اما هنوز هم پیدا شده است مطالعه دقیق مواد فعال کرنش چسب چپ و راست و یا مواد فعال از به پایان می رسد پایین تر از چسب به فشار قرار، که نشان می دهد که چرخه چپ و راست دو طرف از ذرات چسب از مواد فعال بیشتر در معرض ابتلا به پدیده لایه لایه شدگی اما در واقع، ما نیاز به توجه داشته باشید الکترود مواد فعال مثبت در طول چرخه تغییر حجم بسیار کوچک (NMC 2/4٪)، و در نتیجه تغییرات فشار از ذرات چسب از مواد فعال با توجه به گسترش حجم توجه به این واقعیت بسیار کوچکتر از PVDF گسترش حجم ناشی از آسپیراسیون چسبنده.
تجزیه و تحلیل قبلی برای ذرات کروی بود، اما در عمل ما از ذرات با بسیاری از اشکال دیگر استفاده کردیم، به همین منظور JM Foster به بررسی تاثیر شکلهای مختلف ذرات بر روی کشش چسب اشاره کرد. شکل زیر شکلهای مختلف ذرات را نشان می دهد. برای اثر توزیع کرنش پس از چسباندن، آسپیریت، سویه اتصال دهنده در نقطه P ذرات بیضوی مثبت است، و فشار سوزنی در نقطه E منفی است، به عنوان محاسبه شده است. این مطابق با تجزیه و تحلیل قبلی را نیز می توان از شکل است، جهت آرایش ذرات بیضوی همچنین فشار چسب تاثیر می گذارد، وقتی که طرف دیگر به موازات بیضی شکل به سطح الکترود، به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت کشش چسبندگی
شکل زیر نشان می دهد که فشار در نرخ هزینه های مختلف از چسب (چسب FIG در یک سویه از الکترود مثبت، ب چسب است فشار در الکترود منفی است)، کمترین محاسبه نرخ اتهام به کار نیاز شارژ 3100h اتمام است، و تنها نیاز سریعترین شارژ نرخ اتهام 0.031h به اتمام است، فشار دیده می شود نرخ شارژ بالا در فعال ذرات مواد نقطه موقعیت E از چسب از نقاشی به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت، باعث چسب و فعال مشکل ذرات مواد لایه بندی شده. در نرخ شارژ سریع کلی بیش از 1C مثبت، آسیب تولید چسب منفی هستند، در نتیجه مؤثر بر عمر یک باتری لیتیوم یون.
کار JM Foster اجازه می دهد تا ما درک روشنی از توزیع کرنش چسب در اطراف ذرات ماده فعال از سطح میکروسکوپیک و عوامل موثر بر توزیع کرنش ماده ذرات ماده چسبنده و نرخ شارژ / تخلیه، طراحی دقیق مواد الکترود و طراحی فرمول باتری با استفاده از یون لیتیوم انجام شده است.
