El indicador de batería de iones de litio dos más importante es la densidad de energía y densidad de potencia, densidad de energía se refiere a la energía de las baterías de iones de litio por unidad de peso o volumen del número almacenado, se refiere a la densidad de potencia por unidad de peso o volumen que puede ser de salida el nivel de potencia de la batería que tanto esperamos batería de iones de litio tiene una alta densidad de energía, tenemos el kilometraje más alto, y también esperamos que la potencia de la batería tiene una mayor densidad de potencia, cumplir con nuestro poder en la conducción de intenso de salida. Sin embargo, el diseño y la producción de un indicador de batería de iones de litio es precisamente estos dos en conflicto, en general es necesario aumentar la densidad de energía del electrodo para mejorar la cantidad de recubrimiento, aumentar la proporción de material activo, que condujo a la rendimiento de potencia La disminución, y con el fin de aumentar la densidad de potencia, tenemos que reducir la cantidad de recubrimiento, aumentar la proporción de agente conductivo, por lo que la forma de lograr un equilibrio entre los dos se vuelve muy difícil.
Recientemente, la Universidad de Tokio de KazuakiKisu Japón de Agricultura y Tecnología (primer autor) y Etsuro Iwama (correspondiente autor), Katsuhiko Naoi (correspondiente autor) análisis de un indicador importante de la producción de baterías de iones de litio - densidad compactada y espesor de la energía de la batería electrodo de litio-ion propiedades de impacto, el análisis muestra que el material para la NCM, el espesor del electrodo de 70um, densidad aparente de impedancia de los electrodos se puede obtener un valor mínimo de 2,9 g / cm3, la batería excelente garantizando así una alta densidad de energía, al tiempo que garantiza Tasa de rendimiento
Con el fin de eliminar el impacto electrodo de referencia de prueba en los resultados de la prueba, Kazuaki Kisu su estructura celular simétrica (como se muestra en la Fig. A), es decir, los electrodos positivos y negativos son los mismos electrodos por interposición entre dos electrodos de metal de Li La forma del electrodo ajusta el SoC de los dos electrodos, luego el electrodo de Li de metal se retira en un ambiente seco, y luego la batería se somete a una prueba de impedancia de CA.
La Figura B es un resultados de la prueba de EIS a 0% estado SoC, donde podemos ver una pendiente de 45 líneas grados en la región de alta frecuencia, representado como impedancia de difusión Li + en el electrodo, el panel superior c es la impedancia de difusión Li + la relación entre el espesor del electrodo, se puede observar en la figura que presenta una correlación lineal entre la difusión Li + y la impedancia del electrodo espesor Rion d en la figura EIS espectros es de 50% electrodos SoC, caracterizado porque los electrodos representativa de la región semicircular de alta frecuencia cargar impedancia de cambio de la ECA, podemos observar en el intercambio de carga figura con el espesor del electrodo de la resistencia presentada correlación negativa, es decir, más grueso es el espesor del electrodo, menor es la impedancia del intercambio de carga.
densidad de embalaje es un parámetro importante en la producción de una batería de iones de litio, con el fin de mejorar la densidad de energía por lo general deseable aumentar la densidad de empaquetamiento de lo posible, la figura muestra el control en el caso del mismo espesor, 2,7, 2,9 y 3,4 g / el tamaño de poro de la empaquetadura electrodo cambios cm3 densidad internos, como puede verse en la figura aumento gradual en la densidad del grifo, el tamaño de poros de los electrodos internos se reduce gradualmente.
Kazuaki Kisu dedujo la relación entre el diámetro del microporo en el electrodo y la densidad de compactación, y obtuvo la relación entre el radio del microporo del electrodo y la densidad de compactación, como se muestra a continuación.
La relación entre el espesor del electrodo y el número microporosa Rion, podemos deducir aún más la relación entre Rion y la densidad de empaquetamiento del electrodo, como se muestra a continuación, que no es fácil de ver entre el Rion densidad de compactación La relación lineal, pero cuando la densidad de compactación es cercana a la densidad real del material activo conducirá a un fuerte aumento en Rion.
La siguiente figura muestra los resultados del EIS de diferentes electrodos densificados. Como se puede ver en la figura b a continuación, la correlación entre Rion y la densidad de compactación es débil antes de que la densidad de compactación alcance 3.0 g / cm3, con compactación. aumento de la densidad, Rion aumentó sólo ligeramente, pero después de la densidad de compactación de 3.g / cm3, Rion aumentó rápidamente, lo que es consistente con nuestra fase anterior predice a partir de la figura c RCT intercambio de carga de impedancia de vista, Con el aumento de la densidad de compactación, la impedancia de intercambio de carga en realidad disminuye hasta cierto punto. Kazuaki Kisu cree que esto se debe principalmente a que la mayor densidad de compactación significa que la cantidad de recubrimiento por unidad de área aumenta cuando el espesor no cambia. Como resultado, el área de contacto entre el material activo y el electrolito aumenta, dando como resultado una disminución en la resistencia de intercambio de carga RCT.
densidad de empaquetamiento Kazuaki Kisu que una batería de iones de litio es a menudo un factor importante en el aumento de la impedancia de una batería de iones de litio, ya que está a menudo causan contacto entre las partículas de material activo entre, Al papel de aluminio y un material activo del electrodo positivo en una densidad relativamente baja de embalaje aumenta la impedancia, la relación entre la resistencia de contacto en diferente densidad de compactación del electrodo a continuación muestra los resultados de la prueba obtenidos por el EIS y la densidad de empaquetamiento de electrodo, de los resultados de la prueba con un aumento gradual en la densidad de embalaje, la resistencia de contacto de la Rcon electrodo Reducir rápidamente
De acuerdo con los datos experimentales y las fórmulas, Kazuaki Kisu obtuvo relación entre la impedancia total del electrodo y el espesor del electrodo y la densidad compactada (mostrado a continuación), una cifra por debajo del eje X es el espesor del electrodo, de eje Y electrodo compactación densidad, cuando la figura es representativa del color de la impedancia total de electrodo, bajo representante impedancia de azul, rojo para alta impedancia. partir de la figura, podemos ver el espesor del electrodo de 70um, una densidad aparente de alrededor de 2,9 g / cm3 podemos para obtener la impedancia del electrodo más bajo (incluyendo Rion, RCT y Rcon), que b y c puede ser visto desde la figura, en la densidad de empaquetado es demasiado alto o lo bajo que el tiempo dará lugar a un aumento de la resistencia interna de la batería y la polarización .
El trabajo de Kazuaki Kisu nos permitió tener una comprensión profunda de la influencia de los dos parámetros importantes de la densidad de compactación y el espesor del recubrimiento sobre la impedancia total del electrodo, especialmente la resistencia del electrodo y la densidad y el espesor del recubrimiento obtenido por el autor al final del documento. El diagrama de relación tiene un importante significado de guía para el diseño de baterías de iones de litio.
