औद्योगिक उत्पादन में, लिथियम बैटरी ध्रुव टुकड़ा आम तौर पर रोलर मशीन के निरंतर रोलिंग द्वारा संकलित किया जाता है, प्रक्रिया चित्रा 1 में दिखाया गया है।
चित्रा 1 ध्रुव टुकड़ा रोलिंग प्रक्रिया के योजनाबद्ध आरेख
संघनन पोल टुकड़े करने के बाद, प्रारंभिक मूल्य और एप्सिलॉन की कोटिंग सरंध्रता, सी, 0 हो जाता है और एप्सिलॉन; लेख "लिथियम आधार पोल पीस रोल प्रेस संकल्प" का उल्लेख करने से पहले सी: एक लिथियम आयन बैटरी पोल पीस। संघनन प्रक्रिया पाउडर धातु विज्ञान, जो घनत्व या कोटिंग और संघनन लोड की सरंध्रता के बीच संबंधों का पता चलता है के क्षेत्र में घातीय समीकरण (1) इस प्रकार है।
(1)
कहाँ, ρc, 0 कोटिंग घनत्व का प्रारंभिक मूल्य है, पीसी ठोस कोटिंग के घनत्व है QL पोल टुकड़े पर लोड की कार्रवाई रेखा, (2) सूत्र द्वारा परिकलित किया जाता है:
क्यूएल = एफएन / डब्ल्यूसी (2)
एफ एन रोलिंग बल पोल टुकड़े पर अभिनय है, शौचालय कोटिंग की पोल टुकड़े। Ρc, अधिकतम और γC प्रयोगात्मक डेटा के उपयुक्त द्वारा प्राप्त किया जा सकता की चौड़ाई क्रमश: कोटिंग प्रक्रिया और कोटिंग की शर्तों के तहत अधिकतम पैकिंग घनत्व प्राप्त किया जा सकता है टुकड़े टुकड़े असली प्रतिबाधा।
कॉम्पैक्शन घनत्व को porosity में कनवर्ट करें, और घातीय सूत्र (1) सूत्र में परिवर्तित हो गया है (3):
(3)
'1' ऊपर संघनन प्रक्रिया मॉडल के अनुसार, विभिन्न सक्रिय पदार्थ के प्रभाव, पोल टुकड़े के संघनन सतह सरंध्रता पर अलग घनत्व का प्रभाव। के रूप में तालिका 1 में दिखाया गया है कण आकार वितरण और कच्चे माल और अन्य मानकों की आकारिकी, तैयार करने के लिए संदर्भ पोल पीस और संरचना और अन्य पैरामीटर की सतह घनत्व तालिका में दिखाया गया 2. नंबर 1 NCA1 और NCA2 के दो विभिन्न कण आकार का एक मिश्रण है, No.2-5 NCA1, NCM811, NCM622, NCM111, पांच सक्रिय हैं विभिन्न सामग्रियों, एक ही सतह घनत्व और गारा की संरचना, एकल में लिपटे 223g / एम 2। No.6-12 बर्तन घोल एक अलग क्षेत्रीय घनत्व के साथ लेपित किया गया। No.13-15 अन्य साहित्य में सूचित किया।
प्रारंभिक porosity और न्यूनतम porosity भविष्यवाणी
47.64% सैद्धांतिक, व्यावहारिक लिथियम आयन बैटरी पोल पीस की असंपीड्य गोलाकार कठिन कणों सरल घन ढेर सरंध्रता से अधिक No.1-5 और 7-12 काफी हद तक प्रारंभिक सरंध्रता 42-48%, सैद्धांतिक मान रहे हैं मामूली विचलन, जो मुख्य रूप से आदर्श गोलाकार कण पहलू नहीं है, दूसरे हाथ पर भी कोटिंग बांधने की मशीन और एक प्रवाहकीय एजेंट प्रभावित करते हैं। नं .6 और 13-15 की प्रारंभिक सरंध्रता अपेक्षाकृत अधिक है, नं .6 है क्योंकि एक अपेक्षाकृत कम सरंध्रता, और ध्रुव टुकड़े में प्रारंभिक सतह घनत्व परिणाम एक तरफा इलेक्ट्रोड घनत्व के रूप में No.6-12 से देखने के लिए, प्रारंभिक सरंध्रता धीरे-धीरे कम हो जाती है, लेकिन आयाम छोटे कम है। मोटी कोटिंग सूख गया था प्रक्रिया, कम करेगा ऊपरी गुरुत्वाकर्षण लागू किया जाता है, कोटिंग उच्च घनत्व हो। No.13-15 प्रारंभिक सरंध्रता उच्च ध्रुव टुकड़े बांधने की मशीन और एक प्रवाहकीय एजेंट सामग्री की वजह से अधिक है, कोटिंग की सरंध्रता अधिक है। इसके अलावा, सक्रिय सामग्री की रूपरेखा प्रारंभिक porosity को भी प्रभावित करेगा।
चित्रा 2 प्रारंभिक porosity और न्यूनतम porosity भविष्यवाणी की
चित्रा 2 में, सबसे कम porosity भी भविष्यवाणी की है, सहित:
, सी, min_a; प्रायोगिक न्यूनतम सरंध्रता और एप्सिलॉन (1) 25 माइक्रोन की न्यूनतम रोल की खाई को प्राप्त कर लिया
(2) कम से कम सरंध्रता (3) सूत्र और एप्सिलॉन के अनुसार भविष्यवाणी की सज्जित; सी, min_e,
(3) और एप्सिलॉन; सी, min_p = पी ∙ और एप्सिलॉन; सी, मान लिया है कि कम से कम सरंध्रता पी = 0.4 की भविष्यवाणी की।
सरल स्टैकिंग घन 47.64% सरंध्रता, 25.95% की घन पैक-बंद ढेर के सरंध्रता था, संघनन प्रक्रिया मानते हुए, कण बस क्यूब्स के ढेर से मोड स्टैकिंग स्टैकिंग HCP, तो पी = 0.54। पर विचार करें वास्तविक स्थिति और सिद्धांत के बीच विचलन के लिए, पी = 0.4 लेना उचित है।
और एप्सिलॉन; सी, min_p = पी ∙ और एप्सिलॉन; सी, एक न्यूनतम सरंध्रता पी संभालने = 0.4 संघनन प्रक्रिया भविष्यवाणी मॉडल के लिए लागू किया जाता है, समीकरण (3) समीकरण बन जाता है (4):
(4)
कॉम्पैक्शन प्रतिबाधा γ पर सक्रिय पदार्थ प्रकार का प्रभाव
चित्र 3 एक रियर No.1-5 अलग सक्रिय पदार्थ संकुचित पोल पीस सरंध्रता है - लाइन लोड, जहां डेटा बिंदु एक प्रयोगात्मक मूल्य है के बीच के रिश्ते, लाइन सूत्र स्पष्ट विवरण के लिए (4) सज्जित वक्र के अनुसार है। प्रभाव और यादृच्छिक त्रुटि चर, प्रत्येक जनरेट की गई संख्या ने कहा कि स्थिति बच में प्रतिगमन लाइन पर उसके संगत बिंदु के साथ सांख्यिकीय अंतर डेटा, साथ वर्गों के वर्ग अवशिष्ट योग कहा जाता प्रत्येक के बाद बच गया है यह एक यादृच्छिक का प्रतिनिधित्व करता है संघनन और इसी तरह के बदलाव के पोल पीस सरंध्रता के दौरान त्रुटियों की। NCM111 एनसीए प्रभाव, एक ही लोड के अंतर्गत, कम NCM111 कुछ सरंध्रता। एनसीए और विभिन्न कण आकार वितरण, छोटे कणों की मिश्रित कणों के दो प्रकार बड़े कणों, कम पैकिंग घनत्व के बीच भर दिया।
NCM111, NCM622, तुलनात्मक NCM811 तीन सामग्री, लोड बढ़ने के साथ NCM811 पोल टुकड़े, सरंध्रता तेजी से शुरू कर दिया कम हो जाती है, उनके बड़े कण व्यास की वजह से, प्रारंभिक सरंध्रता भी बड़ा है।
चित्र 3 अलग सक्रिय पदार्थ सरंध्रता लोड लाइन संबंध: पाया जाता है, और समीकरण (4) फिट लाइन, χ2 वर्गों का अवशिष्ट राशि का प्रतिनिधित्व करता है।
इन पांच सामग्री समीकरण के माध्यम से डेटा संकुचित (4) प्रतिबाधा संघनन फिटिंग द्वारा प्राप्त चित्रा 4. कोटिंग γC संघनन प्रतिबाधा संघनन प्रक्रिया, अधिक से अधिक अपने मूल्य के खिलाफ प्रतिरोध दिखा में दिखाया गया गामा और अधिक कठिन संघनन पोल टुकड़े , अगर पोल पीस जमा किए जाने की कुछ सरंध्रता हैं, अधिक से अधिक अधिक से अधिक वाईसी लाइन लोड की जरूरत है। चित्रा 4, एनसीए से देखा कणों के दो प्रकार के मिश्रण, बड़ा कणों के बीच में छोटे कणों आसान पोल टुकड़े भरने जमा और NCM811 बड़ा कणों और अधिक आसानी से जमा कर रहे हैं।
कई सामग्री छवि में जमा की प्रतिबाधा। 4
जमा प्रतिबाधा γ की सतह घनत्व का प्रभाव
No.6-12 पोल टुकड़े, कोटिंग 80 जी से सतह घनत्व / एम 2 धीरे-धीरे 285g / एम 2 के लिए बढ़ा दिया गया था, कोटिंग सरंध्रता और इसी लोड लाइन लोड संघनन संबंध चित्रा 5 में दिखाया गया है, डेटा बिंदुओं प्रयोगात्मक परीक्षण मान रहे हैं घटता सूत्र के अनुसार कर रहे हैं (4) No.6-8 के लिए वक्र ढाले के द्वारा प्राप्त की।, कम घनत्व लेपित पक्ष पोल पीस, प्रारंभिक सरंध्रता अपेक्षाकृत अधिक है, संघनन की प्रक्रिया, के रूप में लोड बढ़ जाती है है, प्रतिबाधा गिरने ढलान संघनन बड़े, और संकुचित प्रतिबाधा No.9-12 के गिरने ढलान areal घनत्व में वृद्धि हुई है, कोटिंग की प्रारंभिक सरंध्रता कम करने के लिए जब लोड बढ़ जाती है भी छोटा होता है।
चित्र 5 विभिन्न कॉम्पैक्ट घनत्व ध्रुव के टुकड़ों के पोरोसिटी-लाइन लोड रिलेशनशिप: प्रयोगात्मक डेटा पॉइंट और फिटिंग वक्र
कर्व फिटिंग प्रतिबाधा संघनन के विभिन्न पोल टुकड़े का हो सकता है, संघनन की सतह और कोटिंग प्रतिबाधा एम सी घनत्व γ विश्लेषण के बीच के रिश्ते की साजिश रची, चित्रा 6. संघनन प्रतिबाधा γ और क्षेत्रीय घनत्व रैखिक में दिखाया गया है रिश्ते :. γ = μ * एम सी, प्रयोगों की No.6-12 श्रृंखला के साथ साथ, μ = 1.31kN · m / जी areal घनत्व, विभिन्न सक्रिय पदार्थ की कोटिंग, दबाव के लिए तेजी से मुश्किल जमा में वृद्धि के साथ। वास्तविक प्रक्रिया मॉडल की सतह घनत्व प्रभाव कारक μ तालिका 3 में सूचीबद्ध है।
चित्रा 6: कॉम्पैक्ट प्रतिबाधा और आंशिक घनत्व के बीच रैखिक संबंध
विभिन्न सक्रिय पदार्थों के कॉम्पैक्टेड प्रतिबाधा के तालिका 3 सतह घनत्व प्रभाव फैक्टर μ
ध्रुव टुकड़ा compaction प्रक्रिया मॉडल
उपरोक्त विश्लेषण के आधार, सक्रिय सामग्री की तरह, कण आकार वितरण और आकृति विज्ञान, कोटिंग और अन्य कारकों, लिथियम आयन बैटरी पोल पीस संघनन प्रक्रिया मॉडल की सतह घनत्व पर विचार:
(5)
जिसमें, पी = & एप्सिलॉन; सी, मिनट / & एप्सिलॉन; गोलाकार कणों के लिए सी, 0 से अनुपात, प्रकार और कणों की आकृति विज्ञान से संबंधित,; सी, मिनट प्रारंभिक सरंध्रता और एप्सिलॉन; सी, 0 ध्रुव टुकड़ा न्यूनतम सरंध्रता और एप्सिलॉन का प्रतिनिधित्व करता है आम तौर पर पी = 0.4। γ = μ * एम सी प्रतिबाधा संघनन पोल टुकड़े संघनन कठिनाई पोल पीस, और एम सी, ठोस अलग प्रतिबाधा सक्रिय कारक की सतह घनत्व के साथ जुड़े कोटिंग की सतह घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है, विशेषता Μ का मान तालिका 3 में दिखाया गया है।
"लिथियम बैटरी पोल पीस रोलर प्रेस सिद्धांत और प्रक्रिया" लेख में, हमने तीन आमतौर पर इस्तेमाल किया लिथियम आयन बैटरी पोल पीस और रोलर प्रेस प्रक्रिया विशेषताओं का वर्णन: मैनुअल दबाव सर्पिल चक्की पोल टुकड़े, के साथ साथ तरल बूस्टर पंप संपीड़न मिल पोल टुकड़े, पोल टुकड़े हाइड्रोलिक इमदादी मिल। जिसमें एक दबाव तरल बूस्टर पंप पोल पीस इलेक्ट्रोड शीट रोल संघनन, हाइड्रोलिक सिलेंडर के पैरामीटर डिवाइस पूरी तरह से सेना के एफ पोल टुकड़े पर अभिनय नहीं है दबाव जब पोल पीस रोलिंग, सिलेंडर एक शक्ति में बांटा गया जब संघनन प्रक्रिया मॉडल को लागू करने के एफ और एक दबाव पोल टुकड़े पर प्रभावी रोलिंग बल के ऊपरी और निचले रोल के बीच खाई पर अभिनय। विशेष रूप से ध्यान देने की जरूरत।
यह लेख प्रयोगात्मक संघनन प्रक्रिया कई आम लिथियम आयन बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और प्रेरण, और प्रस्तावित प्रक्रिया मॉडल पैरामीटर, भविष्यवाणी और प्रक्रिया मानकों के अनुकूलन का एक सारांश संदर्भ काम के लिए इस दस्तावेज़ है, लेकिन वास्तविक प्रक्रिया को और अधिक इस के साथ साथ जटिल हो जाते हैं, ।
