ลิเธียมเสาชิ้นส่วนแบบจำลองกระบวนการบด: ตรวจสอบอิทธิพลของความหนาแน่นของพื้นผิวของวัสดุที่ใช้งานและความพรุนที่

การผลิตภาคอุตสาหกรรมที่ใช้โดยทั่วไปลิเธียมอิเล็กโทรดอย่างต่อเนื่องแผ่นม้วนเมื่อบดม้วนกระบวนการดังแสดงในรูป

รูปที่ 1 แผนผังแผนผังของกระบวนการรีดชิ้นส่วนขั้ว

หลังจากชิ้นบดอัดเสาพรุนเคลือบค่าเริ่มต้นและ epsilon ค, 0 กลายเป็น & epsilon คก่อนบทความ "ฐานลิเธียมความละเอียดกดเสาชิ้นกลิ้ง" ที่กล่าวถึง: ลิเธียมไอออนชิ้นขั้วแบตเตอรี่ ขั้นตอนการบดอัดตามสมการ (1) ในเขตของผงโลหะซึ่งเผยให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นหรือความพรุนของสารเคลือบผิวและบดอัดโหลด

(1)

ที่ไหนρc, 0 เป็นค่าเริ่มต้นของความหนาแน่นของการเคลือบ pc เป็นความหนาแน่นของสารเคลือบผิวอัด QL เป็นสายของการกระทำของการโหลดบนชิ้นเสา (2) คำนวณได้จากสูตรนี้:

qL = FN / WC (2)

FN เป็นแรงกลิ้งกระทำต่อชิ้นเสาห้องสุขาเป็นความกว้างของชิ้นเสาของสารเคลือบผิว. Ρc, สูงสุดและγCสามารถรับได้โดยการปรับข้อมูลการทดลองตามลำดับความหนาแน่นของการบรรจุสูงสุดภายใต้เงื่อนไขของกระบวนการเคลือบและการเคลือบสามารถทำได้ อิมพิแดนซ์จริงที่เคลือบ

แปลงความหนาแน่นการบดอัดเป็นความพรุนและสูตรเสี้ยน (1) จะเปลี่ยนเป็นสูตร (3):

(3)

อ้างอิงถึง '1' ตามรูปแบบขั้นตอนการบดอัดข้างต้นผลกระทบของสารที่ใช้งานที่แตกต่างกัน, ผลกระทบของความหนาแน่นที่แตกต่างกันเกี่ยวกับความพรุนของพื้นผิวการบดอัดของชิ้นส่วนเสา. การกระจายขนาดอนุภาคและสัณฐานวิทยาของวัตถุดิบและพารามิเตอร์อื่น ๆ ดังแสดงในตารางที่ 1 เตรียม ชิ้นส่วนเสาและความหนาแน่นของพื้นผิวขององค์ประกอบและพารามิเตอร์อื่น ๆ ดังแสดงในตารางที่ 2 ฉบับที่ 1 เป็นส่วนผสมของสองขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันของ NCA1 และ NCA2, No.2-5 มี NCA1, NCM811, NCM622, NCM111 ห้าใช้งาน วัสดุที่แตกต่าง, ความหนาแน่นของพื้นผิวเดียวกันและองค์ประกอบของสารละลายเดียวเคลือบ 223g / m2. หม้อ No.6-12 ถูกสารละลายเคลือบด้วยความหนาแน่นที่แตกต่างกัน. No.13-15 อื่น ๆ รายงานในวรรณคดี

ความพรุนและการพยากรณ์ความพรุนต่ำสุด

กว่าอัดอนุภาคทรงกลมยากง่ายพรุนสแต็คลูกบาศก์ 47.64% ทฤษฎีลิเธียมไอออนชิ้นขั้วแบตเตอรี่ปฏิบัติ No.1-5 และ 7-12 เป็นอย่างมากพรุนเริ่มต้น 42-48% มูลค่าทางทฤษฎี ส่วนเบี่ยงเบนเล็กน้อยซึ่งส่วนใหญ่ไม่เหมาะด้านอนุภาคทรงกลมบนมืออื่น ๆ ที่มีผลกระทบต่อเครื่องผูกเคลือบและตัวแทนสื่อกระแสไฟฟ้า. 6 และเริ่มต้นของความพรุน 13-15 ค่อนข้างสูงครั้งที่ 6 เพราะเริ่มต้นผลความหนาแน่นของพื้นผิวในรูพรุนที่ค่อนข้างต่ำและชิ้นส่วนเสาจะเห็นจาก No.6-12 เช่นความหนาแน่นของขั้วไฟฟ้าด้านเดียวพรุนเริ่มต้นจะค่อยๆลดลง แต่ความกว้างจะลดลงขนาดเล็ก. เคลือบหนาแห้ง กระบวนการจะลดแรงโน้มถ่วงบนถูกนำไปใช้เคลือบจะหนาแน่นสูง. No.13-15 พรุนเริ่มต้นอยู่ในระดับสูงเนื่องจากเสาชิ้นสูงเครื่องผูกและเนื้อหาตัวแทนสื่อความพรุนของสารเคลือบผิวที่สูง นอกจากนี้สัณฐานวิทยาของวัสดุที่ใช้งานยังจะมีผลต่อความพรุนเริ่มต้น

รูปที่ 2 ความพรุนเริ่มแรกและความพรุนต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้

ในรูปที่ 2 ความพรุนต่ำสุดที่คาดการณ์ ได้แก่ :

การทดลองที่ได้รับความพรุนขั้นต่ำและ epsilon (1) ช่องว่างม้วนขั้นต่ำ 25 ไมครอน; C, min_a,

(2) การเตรียมรูพรุนและ epsilon ขั้นต่ำที่คาดการณ์ไว้ C, min_e ตามสูตร (3)

(3) และ epsilon; C, min_p p = ∙ & epsilon; C, สันนิษฐานได้ว่าพรุน P = 0.4 ขั้นต่ำที่คาดการณ์ไว้

ก้อนซ้อนง่ายเป็นรูพรุน 47.64% พรุนของกองใกล้บรรจุลูกบาศก์ 25.95% สมมติว่ากระบวนการบดอนุภาคเพียงโหมดซ้อนจากสแต็คของก้อน HCP ซ้อนแล้ว p = 0.54. พิจารณา ส่วนเบี่ยงเบนระหว่างสถานการณ์จริงกับทฤษฎีเราควรใช้ค่า P = 0.4

ส่วน & epsilon; C, min_p p = ∙ & epsilon; C, สมมติให้มีความพรุนขั้นต่ำ P = 0.4 ถูกนำไปใช้ทำนายรูปแบบขั้นตอนการบดอัดสมการ (3) จะกลายเป็นสมการ (4):

(4)

ผลกระทบของชนิดของสารออกฤทธิ์ต่อความต้านทานต่อการบดอัดγ

มะเดื่อ 3 เป็นหลังกระชับสารที่ใช้งานที่แตกต่างกัน No.1-5 พรุนชิ้นเสา - ความสัมพันธ์ระหว่างโหลดเส้นที่จุดข้อมูลเป็นค่าทดลองสายเป็นไปตามสูตร (4) ติดตั้งโค้งสำหรับคำอธิบายที่ชัดเจน ผลกระทบและข้อผิดพลาดตัวแปรสุ่มแต่ละหมายเลขที่สร้างสถิติข้อมูลที่แตกต่างกับจุดที่สอดคล้องกันบนเส้นถดถอยในกล่าวว่าเหลือตำแหน่งที่เหลือหลังจากที่แต่ละที่เรียกว่าตารางผลรวมที่เหลือของสี่เหลี่ยมด้วยกันก็หมายถึงการสุ่ม ผลกระทบของข้อผิดพลาด. NCM111 NCA ในระหว่างการบดอัดและคล้ายรูปแบบเสาชิ้นพรุนภายใต้ภาระเดียวกันที่ต่ำกว่า NCM111 พรุนบาง. NCA และสองชนิดของอนุภาคผสมของการกระจายขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันอนุภาคขนาดเล็ก การบรรจุระหว่างอนุภาคขนาดใหญ่ความหนาแน่นของการบดอัดต่ำ

NCM111, NCM622, เปรียบเทียบ NCM811 สามวัสดุชิ้น NCM811 เสาเป็นภาระเพิ่มขึ้นพรุนลดลงเริ่มต้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของพวกเขาที่มีขนาดใหญ่พรุนครั้งแรกนอกจากนี้ยังมีขนาดใหญ่

รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนและเส้นของวัสดุที่ใช้งานที่แตกต่างกัน: ค่าทดลองและเส้นติดตั้งสูตร (4), χ2หมายถึงผลรวมของส่วนที่เหลืออยู่ของกำลังสอง

เหล่านี้ห้าวัสดุกระชับข้อมูลผ่านสมการ (4) ได้โดยการปรับการบดอัดต้านทานแกมมาแสดงในรูปที่ 4 เคลือบγCแสดงความต้านทานต่อกระบวนการบดบดต้านทานมากขึ้นค่าของมันยากขึ้นชิ้นบดอัดเสา ถ้าชิ้นส่วนเสาที่จะบดอัดที่มีความพรุนบางอย่างมากขึ้นความต้องการของภาระที่แนว YC ได้. เห็นได้จากรูปที่ 4, NCA ผสมสองชนิดของอนุภาคมากขึ้นอนุภาคขนาดเล็กในระหว่างอนุภาคขนาดใหญ่บดอัดกรอกชิ้นเสาง่ายขึ้น NCM811 มีขนาดใหญ่และง่ายต่อการกะทัดรัด

รูปที่ 4 ความต้านทานการบดอัดของวัสดุหลายชนิด

ผลกระทบของความหนาแน่นของพื้นที่เมื่ออิมพิแดนซ์การบดอัดγ

ชิ้นเสา No.6-12 เคลือบความหนาแน่นของพื้นผิวจาก 80g / m2 ก็ค่อย ๆ เพิ่มขึ้นถึง 285g / m2, พรุนเคลือบและสายสัมพันธ์โหลดโหลดบดอัดที่สอดคล้องกันแสดงในรูปที่ 5 จุดข้อมูลที่มีค่าทดสอบทดลอง เส้นโค้งเป็นไปตามสูตร (4) ได้โดยการปรับเส้นโค้ง. สำหรับ No.6-8 เคลือบความหนาแน่นต่ำชิ้นส่วนด้านข้างเสาพรุนเริ่มต้นค่อนข้างสูงกระบวนการบดอัดเป็นภาระที่เพิ่มขึ้น, ความต้านทานลดลงบดลาดชัน ขนาดใหญ่ขณะที่ความหนาแน่นของพื้นผิวเลขที่ 9-12 เพิ่มขึ้นความพรุนเริ่มแรกของการเคลือบลดลงและความลาดเอียงของอิมพีแดนซ์การบดอัดจะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ของภาระความพรุนของชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน: จุดข้อมูลการทดลองและเส้นโค้งที่เหมาะสม

เส้นโค้งสามารถของชิ้นเสาต่างๆของการบดอัดความต้านทานพื้นผิวรถบดและสมรรถภาพเคลือบγหนาแน่น MC วางแผนการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการแสดงในรูปที่ 6 γบดต้านทานเชิงเส้นและความหนาแน่น ความสัมพันธ์ :. γ = μ * MC ชุด No.6-12 ของการทดลองที่นี้μ = 1.31kN · m / g เพิ่มความหนาแน่นบดอัดเรื่องยากมากขึ้นสำหรับการเคลือบสารที่ใช้งานที่แตกต่างกัน, ความดัน ความหนาแน่นของผิวμของรูปแบบกระบวนการที่แท้จริงแสดงในตารางที่ 3

รูปที่ 6: ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างความต้านทานอัดและความหนาแน่นของพื้นที่

ตารางที่ 3 ความหนาแน่นของผิวปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อμของความต้านทานต่อการบดอัดของสารออกฤทธิ์ที่แตกต่างกัน

รูปแบบการบดอัดชิ้นส่วนเสา

ตามการวิเคราะห์ข้างต้นคำนึงถึงประเภทของสารที่ใช้งานการกระจายตัวของสัณฐานวิทยาและอนุภาคและความหนาแน่นของพื้นผิวของการเคลือบรูปแบบการบดอัดชิ้นส่วนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบบ:

(5)

ประเด็น, p = & epsilon; C, นาที / และ epsilon; C, 0 หมายถึงชิ้นส่วนเสาพรุนขั้นต่ำและ epsilon; C, พรุนเริ่มต้นนาทีและ epsilon; C, อัตราส่วนของ 0 ที่เกี่ยวข้องกับประเภทและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของอนุภาคสำหรับอนุภาคทรงกลม โดยทั่วไป p = 0.4. γ = μ * MC หมายถึงชิ้นสมรรถภาพบดอัดเสาลักษณะความยากลำบากในการบดอัดชิ้นส่วนเสาและความหนาแน่นของพื้นผิวของสารเคลือบผิวที่เกี่ยวข้องกับ MC, ความหนาแน่นของพื้นผิวของ impedances ที่แตกต่างกันอัดปัจจัยที่ใช้งาน ค่าของμแสดงไว้ในตารางที่ 3

ใน "ลิเธียมแบตเตอรี่เสาชิ้นลูกกลิ้งหลักการและขั้นตอนการกด" ในบทความที่เราจะอธิบายสามแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชิ้นส่วนเสาที่ใช้กันทั่วไปและลักษณะกระบวนการลูกกลิ้งกด: ชิ้นคู่มือแรงดันเกลียวโรงงานเสาบวกปั๊มของเหลว โรงงานอัดชิ้นเสาชิ้นเสาแรงดันโรงงานเซอร์โวไฮดรอลิ. ขัดแย้งแรงดันของเหลวปั๊มเสาชิ้นแผ่นอิเล็กโทรดบดม้วนอุปกรณ์การตั้งค่าพารามิเตอร์ของกระบอกไฮดรอลิไม่ได้โดยสิ้นเชิง Force F กระทำต่อชิ้นเสา เมื่อกลิ้งชิ้นเสากระบอกแบ่งออกเป็นแรง F และความดันที่กระทำต่อลิ่มระหว่างม้วนบนและล่างของแรงกลิ้งที่มีประสิทธิภาพในชิ้นส่วนเสา. ต้องให้ความสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้รูปแบบกระบวนการบดอัด

บทความนี้เป็นบทสรุปของกระบวนการบดทดลองแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปหลายวัสดุบวกและขั้วไฟฟ้าเหนี่ยวนำและเสนอพารามิเตอร์แบบจำลองกระบวนการการทำนายและการเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์กระบวนการ แต่กระบวนการที่เกิดขึ้นจริงมีแนวโน้มที่จะมีความซับซ้อนมากขึ้นในที่นี้เอกสารนี้สำหรับการทำงานการอ้างอิง .