Le plus important deux indicateur de batterie au lithium-ion est la densité d'énergie et la densité de puissance, la densité d'énergie se réfère à l'énergie des batteries au lithium-ion par unité de poids ou de volume du nombre stocké, il se réfère à une densité de puissance par unité de poids ou de volume unitaire qui peut être sortie le niveau de puissance de la batterie, nous espérons tous deux batteries au lithium-ion a une haute densité d'énergie, nous avons un kilométrage plus élevé, et nous espérons aussi que la puissance de la batterie a une densité de puissance supérieure, atteindre notre puissance dans la conduite intense sortie. Cependant, la conception et la production d'un indicateur de batterie au lithium-ion sont précisément ces deux nous avons besoin de conflit, de manière générale augmenter la densité d'énergie de l'électrode afin d'améliorer la quantité de revêtement, d'augmenter la proportion de la matière active, ce qui a conduit à la performance de puissance elle diminue, et afin d'améliorer la densité de puissance, nous devons réduire la quantité de revêtement, le rapport de l'agent conducteur augmente, et donc comment parvenir à un équilibre entre les deux devient très difficile.
Récemment, KazuakiKisu Université du Japon Tokyo de l'Agriculture et de la technologie (premier auteur) et Etsuro Iwama (auteur correspondant), Katsuhiko Naoi (auteur correspondant) analyse d'un indicateur important de la production de la batterie lithium-ion - densité compacte et de l'épaisseur de la puissance de la batterie lithium-ion électrode propriétés d'impact, l'analyse montre que le matériau pour le NCM, l'épaisseur de l'électrode de 70um, masse volumique après tassement de l'impédance d'électrode peut être obtenu à une valeur minimale de 2,9 g / cm3, la assurant ainsi une haute densité d'énergie, tout en assurant une excellente batterie la performance de taux.
Afin d'éliminer l'effet de l'électrode de référence de test sur les résultats des tests, Kazuaki Kisu sa structure cellulaire symétrique (comme représenté sur la fig. A), à savoir les électrodes positive et négative sont les mêmes électrodes en interposant entre deux électrodes métalliques Li mode de réalisation de l'électrode des deux électrodes est ajustée SoC, suivie d'électrode Li métallique est enlevée dans un environnement sec, et de l'impédance AC de la batterie.
La figure b ci-dessus montre les résultats de l'EIS pour SoC 0% On peut voir une ligne avec une pente de 45 degrés dans la région haute fréquence, qui représente la résistance de diffusion de Li + dans l'électrode La figure c montre la résistance de diffusion de Li +. La relation entre l'épaisseur de l'électrode et l'épaisseur de l'électrode montre une corrélation linéaire entre la résistance de diffusion Rion de Li + et l'épaisseur de l'électrode La figure D ci-dessus montre le spectre EIS d'une électrode SoC 50%. L'impédance d'échange de charge RCT, on peut noter à partir de la figure que l'impédance d'échange de charge et l'épaisseur d'électrode ont une corrélation négative, c'est-à-dire que plus l'épaisseur de l'électrode est grande, plus l'impédance d'échange de charge est faible.
La densité de compactage est un paramètre important dans la production de batteries lithium-ion: pour augmenter la densité énergétique, nous souhaitons généralement augmenter la densité de compactage autant que possible: 2,7, 2,9 et 3,4 g en cas d'épaisseur de contrôle constante. La densité des pores internes de l'électrode sous la densité de compactage de cm3 est visible sur la figure Avec l'augmentation progressive de la densité de compactage, la taille des micropores à l'intérieur de l'électrode est également progressivement réduite.
Kazuaki Kisu a déduit la relation entre le diamètre du micropore dans l'électrode et la densité de compactage, et a obtenu la relation entre le rayon microporeux de l'électrode et la densité de compactage, comme indiqué ci-dessous.
Sur la base de la relation entre Rion et l'épaisseur de l'électrode et le nombre de micropores, nous pouvons déduire la relation entre Rion et la densité de compactage de l'électrode, comme montré ci-dessous, d'où il ressort que Rion et densité de compactage ne sont pas simples La relation linéaire, mais lorsque la densité de compactage est proche de la densité réelle de la matière active conduira à une forte augmentation de Rion.
Les figures suivantes montrent peut voir la densité de compactage de l'électrode résultats des essais EIE à partir de la figure (b), avant la densité de tassement de 3,0 g / cm3, et l'association entre le Rion compact densité, avec compactage relativement faible densité accrue, Rion n'a que légèrement augmenté, mais après la densité de tassement de 3 g / cm3, Rion a augmenté rapidement, ce qui est cohérent avec notre précédent la phase prédite à partir de l'impédance d'échange de charge figure c RCT de vue, que la densité de tassement augmente l'impédance de l'échange de charge est en réalité un certain degré de réduction, Kazuaki Kisu que cela est dû principalement dans le cas d'augmentation de l'épaisseur constante de la quantité de revêtement de la densité de compactage supérieure des moyens sur la base , conduisant à une zone de contact accrue entre le matériau actif et la solution électrolytique, résultant de l'impédance de la charge change diminué RCT.
Kazuaki Kisu densité de tassement qu'une batterie au lithium-ion est souvent un facteur important dans l'augmentation de l'impédance d'une batterie au lithium-ion, car il est souvent la cause de contact entre les particules de matériau actif entre, feuille d'aluminium et une électrode positive matériau actif à une densité de tassement relativement faible impédance augmente, la relation entre la résistance de contact à différentes densités de compactage de l'électrode ci-dessous montre les résultats d'essai obtenus par l'EIE et la densité de tassement de l'électrode, à partir des résultats de test avec une augmentation progressive de la densité de tassement, la résistance de contact de la Rcon d'électrode a rapidement diminué.
D'après les données expérimentales et les formules, Kazuaki Kisu obtenu relation entre l'impédance totale de l'électrode et l'épaisseur de l'électrode et la densité tassée (ci-dessous), un chiffre inférieur à l'axe des X est l'épaisseur de l'électrode, le compactage d'électrodes d'axe Y densité, lorsque la figure est représentative de la couleur de l'impédance de l'électrode totale, représentant de faible impédance de bleu, de rouge à haute impédance. de la figure on voit l'épaisseur de l'électrode de 70um, une masse volumique tassée de près de 2,9 g / cm3, nous pouvons pour obtenir l'impédance la plus basse de l'électrode (y compris Rion, RCT et Rcon), que nous b et c on peut le voir sur la figure, à la densité de remplissage est trop élevée ou comment bas le temps va conduire à la batterie a augmenté la résistance interne et de la polarisation .
Le travail de Kazuaki Kisu nous a permis de comprendre l'influence des deux paramètres importants de densité de compactage et d'épaisseur de revêtement sur l'impédance totale de l'électrode, en particulier la résistance de l'électrode et la densité et l'épaisseur du revêtement obtenu en fin d'article. Le diagramme des relations a une signification importante pour la conception des batteries lithium-ion.
