Nella produzione industriale, il polo polare della batteria al litio è generalmente compattato dal rotolamento continuo della macchina a rulli, il processo è mostrato in Figura 1.
Figura 1 Schema schematico del processo di laminazione polare
Dopo espansioni polari compattazione, la porosità rivestimento del valore iniziale e epsilon c, 0 diventa & epsilon c prima che l'articolo "base di litio polare risoluzione rullo di pressione" menzionato: uno ione litio polo della batteria piece. il processo di compattazione segue l'equazione esponenziale (1) nel settore della metallurgia delle polveri, che rivela la relazione tra la densità o porosità del carico rivestimento e compattazione.
(1)
Dove, ρc, 0 è il valore iniziale della densità di rivestimento, pc è la densità del rivestimento compattato qL è la linea di azione del carico sul polare, (2) è calcolata con la formula:
qL = FN / WC (2)
FN è la forza di rotolamento agente sulle espansioni polari, il WC è la larghezza delle espansioni polari del rivestimento. Ρc, max e γC può essere ottenuta inserendo i dati sperimentali, rispettivamente, una densità massima di imballaggio in condizioni del processo di rivestimento e il rivestimento può essere realizzato Impedenza reale laminata.
Convertire la densità di compattazione in porosità e la formula esponenziale (1) viene trasformata nella formula (3):
(3)
Il riferimento "1" basato sul modello di processo di compattazione sopra descritto, ha esaminato gli effetti di diversi materiali attivi e diverse densità di area sulla porosità compatta dei pezzi polari, mentre la distribuzione e la morfologia delle dimensioni delle particelle delle materie prime sono mostrate nella Tabella 1. l'espansione polare e la densità superficiale della composizione e di altri parametri come mostrato nella tabella 2. No.1 è una miscela di due diverse dimensioni delle particelle di NCA1 e NCA2, No.2-5 sono NCA1, NCM811, NCM622, NCM111, cinque attivo materiali diversi, la stessa densità di superficie e la composizione della sospensione, 223g / m2 singolo rivestite. pot No.6-12 stati slurry rivestite con una diversa densità di registrazione. No.13-15 altra riportato in letteratura.
Porosità iniziale e previsione della porosità minima
La porosità teorica di una semplice pila cubica semplice incomprimibile cubica incomprimibile è del 47,64% e le porosità iniziali n. 1-5 e 7-12 della pila di batterie agli ioni di litio sono fondamentalmente 42-48%, con valori teorici. Leggermente sollecitato, questo è principalmente dovuto al fatto che da un lato le particelle non sono ideali sferiche, dall'altro lato ci sono leganti e agenti conduttivi nel rivestimento: la porosità iniziale del n. 6 e del 13-15 è relativamente alta, n. Poiché la densità superficiale è relativamente bassa, la porosità iniziale è elevata, e dal pezzo di poli numero 6-12, all'aumentare della densità superficiale del pezzo polare, la porosità iniziale diminuisce gradualmente, ma la riduzione è più piccola e più piccola. Durante il processo, lo strato superiore esercita la gravità sullo strato inferiore per aumentare la densità del rivestimento.Il pezzo di poli N.13-15 ha un'elevata porosità iniziale a causa del maggiore contenuto di legante e agente conduttivo e di una maggiore porosità del rivestimento. Inoltre, la morfologia del materiale attivo influenzerà anche la porosità iniziale.
Figura 2 Porosità iniziale e porosità minima prevista
Nella Figura 2, è prevista anche la porosità più bassa, tra cui:
(1) La porosità minima ottenuta nell'esperimento con un gap gap minimo di 25 micron e epsilon; C, min_a,
(2) Adattamento della porosità minima prevista e epsilon; C, min_e secondo la formula (3)
(3) & epsilon; C, min_p = p ∙ & epsilon; C, assumendo p = 0.4 porosità minima prevista.
La porosità della pila cubica semplice è 47,64% e la porosità della pila cubica densa è del 25,95%. Supponendo che il processo di compattazione, il metodo di impilamento delle particelle sia cambiato da una semplice pila di cubi a una pila cubica chiusa, a cui punto p = 0.54. Alla deviazione tra la situazione attuale e la teoria, è ragionevole prendere P = 0.4.
Applicare & epsilon; C, min_p = p ∙ & epsilon; C, assumendo la porosità minima prevista da p = 0,4 al modello del processo di compattazione, e formula (3) diventa formula (4):
(4)
Effetto del tipo di sostanza attiva sull'impedenza della compattazione γ
La figura 3 è una posteriore compattazione diverse sostanze attive No.1-5 polare porosità - il rapporto tra carico lineare, dove il punto di dati è un valore sperimentale, la linea è secondo la formula (4) montato curva per spiegazione chiara. effetto e variabile errore casuale è generato ogni numero, statisticamente i dati di differenza con il suo punto corrispondente sulla linea di regressione in detti residui di posizione, i residui dopo ogni chiamati quadrato residua somma dei quadrati insieme, rappresenta un casuale effetto degli errori. NCM111 NCA durante la compattazione e simili polo variazione piece porosità, sotto lo stesso carico, minore NCM111 certa porosità. NCA e due tipi di particelle miste di diversa granulometria, piccole particelle riempito tra le particelle di grandi dimensioni, la densità più bassa.
NCM111, NCM622, Comparativo NCM811 tre materiali, NCM811 espansioni polari come il carico aumenta, la porosità diminuisce rapidamente iniziali dato il loro diametro particellare maggiore, la porosità iniziale è anche più grande.
La figura 3 diverse sostanze attive carico porosità rapporto riga: Trovato, e l'equazione (4) è curva di adattamento, χ2 rappresenta somma dei quadrati dei residui.
Questi cinque materiale compattazione dati tramite l'equazione (4) ottenuto inserendo la compattazione impedenza y mostrato in figura 4. Il rivestimento γC mostra resistenza contro processo di compattazione compattazione impedenza, maggiore è il suo valore più difficili espansioni polari compattazione , se l'espansione polare da compattare sono certa porosità, tanto maggiore quanto maggiore è la necessità di carico lineare yC. visto dalla figura 4, NCA miscelando due tipi di particelle, piccole particelle in particelle più grandi tra compattate riempiendo espansioni polari più facile e NCM811 particelle più grandi sono più facilmente compattati.
Impedenza di diversi materiali compattati in fig. 4
Effetti della densità superficiale delle γ impedenza compattati
espansioni polari No.6-12, rivestendo la densità superficiale da 80g / m2 è stata gradualmente aumentata a 285g / m2, la porosità rivestimento e la corrispondente linea di carico rapporto carico compattazione mostrato in figura 5, i punti di dati sono valore di test sperimentali curve sono secondo la formula (4) ottenuto inserendo la curva. per No.6-8, palo basso lato piece densità rivestito, la porosità iniziale è relativamente elevata, il processo di compattazione, come il carico aumenta, l'impedenza cade pendenza compattazione Grande, mentre aumenta la densità di superficie No.9-12, la porosità iniziale del rivestimento diminuisce e la pendenza dell'impedenza di compattazione diminuisce quando il carico aumenta.
Fig. 5 Rapporto carico-linea di porosità di diversi pezzi di poli di densità compattati: punti di dati sperimentali e curve di adattamento
montaggio di curva può essere di vari pezzi polari del compattazione impedenza, la superficie di condensazione e l'impedenza rivestimento γ densità MC tracciate rapporto fra analisi, illustrata nella Figura 6. γ compattazione impedenza e lineare densità areale Relazione: γ = μ * MC, nella serie di esperimenti n. 6-12, μ = 1,31 NN m / g. Man mano che la densità areale aumenta, la compattazione del rivestimento diventa sempre più difficile. Il fattore di influenza della densità superficiale μ del modello di processo reale è elencato nella Tabella 3.
Figura 6: Relazione lineare tra impedenza compatta e densità areale
Tabella 3 Fattore di influenza densità superficiale μ di impedenza compattata di diverse sostanze attive
Modello di processo di compattazione a palo
Secondo l'analisi di cui sopra, tenendo conto dei tipi di sostanze attive, della morfologia e della distribuzione delle dimensioni delle particelle e della densità superficiale del rivestimento, il modello del processo di compattazione polare batteria a ioni di litio è:
(5)
In cui, p = & epsilon; C, min / & epsilon; C, 0 rappresenta l'espansione polare porosità minima & epsilon; C, min porosità iniziale e epsilon, C, un rapporto di 0, legate al tipo e morfologia delle particelle, per particelle sferiche generalmente p = 0.4. γ = μ * MC rappresenta le espansioni polari impedenza compattazione, caratterizzato compattazione difficoltà polare, e la densità superficiale del rivestimento associato al MC, la densità superficiale delle compattati impedenze differenti fattore attivo Il valore di μ è mostrato nella Tabella 3.
Nel "polo della batteria piece rullo principio premere litio e di processo" nell'articolo, descriviamo tre comunemente usato espansione polare batteria agli ioni di litio e le caratteristiche del processo di stampa a rulli: pezzi manuale pressurizzazione spirale poli mulino, più pompa ausiliaria liquido mulino compressione espansioni polari, le espansioni polari pressurizzati servo mulino idraulico. in cui un liquido pressurizzato pompa ausiliaria espansione polare rullo di compattazione strato di elettrodo, il dispositivo di impostazione dei parametri del cilindro idraulico non è completamente forza F che agisce sulle espansioni polari quando rotola polare, il cilindro diviso in una forza F ed una pressione che agisce sul cuneo tra i rulli superiori e inferiori della forza di laminazione efficaci sulla polare. richiedono particolare attenzione quando si applica il modello di processo di compattazione.
Questo articolo è la sintesi di sperimentale processo di compattazione vari ioni di litio comune materiale di elettrodo positivo e induzione, e il parametro modello di processo proposto, la previsione e l'ottimizzazione dei parametri di processo, ma il processo reale tendono ad essere più complicato qui, questo documento per lavoro di riferimento .
