हाल के वर्षों में, नई ऊर्जा वाहनों, धीरे-धीरे एक ही समय में अधिक से अधिक मांग में -3 सी उत्पादों की परंपरागत लिथियम आयन बैटरी से परे शक्ति बैटरी उत्पादन क्षमता का तेजी से विकास के साथ, नए अनुप्रयोगों भी नई दिशाओं लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन के लिए प्रस्ताव इस तरह नई ऊर्जा वाहनों, विशेष रूप से प्लग में आवर्धन के संकर बैटरी डिस्चार्ज क्षमता के रूप में की आवश्यकताओं, एक उच्च आवश्यकता है।
दर क्षमता लिथियम आयन बैटरी मुख्य ध्रुवीकरण को प्रभावित करने वाले कारक, ध्रुवीकरण ऑपरेटिंग राज्य स्थिर राज्य लिथियम आयन बैटरी से भटक कारण होगा, व्यवहार में प्रदर्शन चला जाता है कि बैटरी के ध्रुवीकरण वोल्टेज में वृद्धि के साथ मंच (मुक्ति), मुक्ति है आम तौर पर क्षमता में कमी, हमें विश्वास है कि लिथियम आयन सेल ध्रुवीकरण कारक हैं: 1) ओमिक ध्रुवीकरण, बैटरी, सक्रिय सामग्री और इलेक्ट्रॉन कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध के अंदर सक्रिय सामग्री के कणों के बीच जैसे कि, वर्तमान के साथ इन कारकों वोल्टेज ड्रॉप की वजह से बढ़ गिरावट काफी वृद्धि हुई है, 2) एकाग्रता ध्रुवीकरण, एक लिथियम आयन बैटरी सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक झरझरा संरचना है, जटिल आंतरिक इलेक्ट्रोड के झरझरा संरचना एक धीमी गति से ली + प्रसार, सघनता अनुपात का कारण होता है, भी ली + प्रसार दर में धीमी गति से ठोस चरण आसानी से तत्व सीमित बन सकता है। आज हम, सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध को कम करने दर क्षमता लिथियम आयन बैटरी को बढ़ाने के लिए तरीके परिचय।
जब एक लिथियम आयन बैटरी में प्रयोग किया जाता है, सकारात्मक सक्रिय सामग्री घोल एक कोटिंग उपकरण के आधार पर एक धातु की पन्नी से बना नकारात्मक इलेक्ट्रोड वर्तमान कलेक्टर को हस्तांतरित किया गया वर्तमान में लिथियम आयन बैटरी उत्पादन प्रक्रिया मूल रूप से 1992 में पैदा हुआ, सोनी पहला वाणिज्यिक प्रक्रिया शुरू की ऊपरी (सकारात्मक इलेक्ट्रोड आम तौर पर एक अल पन्नी, Cu पन्नी कैथोड आम तौर पर इस्तेमाल किया जाता है), रोलिंग, लेमिनेशन और अन्य प्रक्रियाओं घुमावदार द्वारा एक लिथियम आयन बैटरी या एक अलग आकार में कटौती के बाद। इलेक्ट्रॉनों सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री की विद्युत प्रतिक्रिया अंदर कणों की जरूरत है वर्तमान कलेक्टर को कणों के बीच बस स्थानांतरण के बाद, और फिर एक बाहरी सर्किट के माध्यम से एनोड के लिए आयोजित किया, एक पूर्ण विद्युत प्रतिक्रिया पूरा करने के लिए। इस प्रकार सक्रिय सामग्री और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की वर्तमान कलेक्टर के बीच इलेक्ट्रॉनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा का आयोजन हो जाता है हाल ही में हिरोकी नारा Waseda विश्वविद्यालय (प्रथम लेखक, इसी लेखक) और तेत्सुया ओसाका (लेखक), जो पैकिंग घनत्व और EIS के माध्यम से वर्तमान कलेक्टर और सक्रिय सामग्री के बीच प्रवाहकीय कोटिंग अल पन्नी के संपर्क सतह का विश्लेषण किया प्रतिरोध प्रभाव, के बीच अध्ययन दर्शाते हैं कि इलेक्ट्रोड और अल पन्नी के समुचित संघनन दर प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ LCO घनत्व कुचल दिया जाएगा।
LCO सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में उपयोग करते हुए हिरोकी नारा प्रयोग, ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में क्रमश: एक मोटाई के दबाव और LCO सीवन छड़ी का समायोजन करके 0%, 10%, 20% और 30% (गणना शो इलेक्ट्रोड 49% का सरंध्रता होने के लिए कम, 42%, 37% और 27%), और एक इलेक्ट्रोड नरम पैक बैटरी, विद्युत रासायनिक परीक्षण के लिए छिद्रण के बाद का गठन किया।
पाउच बैटरी डिजाइन हिरोकी नारा नीचे (, अंजीर ख जिसमें एक टीएलएम का एक चित्र है इलेक्ट्रोड मोटाई दिशा में एक समानांतर सर्किट का प्रतिनिधित्व करता है) एक बराबर सर्किट से पता चलता है, जिसमें आगमनात्मक बाधा ZL, इलेक्ट्रोलाइट समाधान आयन प्रसार प्रतिबाधा के रुपये, आरआईएल सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध है, और संधारित्र सी सी टी, ली + इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा री, Cdiff प्रसार प्रतिबाधा भीतर प्रसार के साथ संधारित्र Cdl, साथ में प्रभारी विनिमय RCT प्रतिबाधा के साथ समानांतर में, MATLAB सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके फिटिंग, HirokiNara फिटिंग परिणाम प्राप्त त्रुटि 1% से कम है, प्रतिक्रिया तंत्र लिथियम आयन बैटरी का एक वास्तविक आंतरिक प्रतिक्रिया हो सकती है।
विभिन्न पैकिंग घनत्व के अंजीर LCO दर निर्वहन प्रदर्शन का एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड प्रदर्शन अत्यंत उत्कृष्ट दर प्रदर्शन की पैकिंग घनत्व को बढ़ाने के लिए एक उच्च आवर्धन होने के रूप में देखा जा सकता है इलेक्ट्रोड आवर्धन LCO रोलिंग के बिना 2C दर कम पैनल ख की लगभग कोई क्षमता पर खराब प्रदर्शन, विभिन्न पैकिंग घनत्व का एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री EIS स्पेक्ट्रम है, अंजीर टुकड़े टुकड़े से देखा जा सकता कोई अधिकतम इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा की (0% मोटाई में कमी) , अर्द्धवृत्ताकार क्षेत्र और 4.5 ओम और 1.0 ओम की और इलेक्ट्रोड की मोटाई के 10% से इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा बूँदें रोलिंग के बाद मध्यवर्ती आवृत्ति क्षेत्र के व्यास, 1.5 ओम और 0.2 ओम के दो अर्धवृत्त में भारी गिरावट है आगे पैकिंग घनत्व में वृद्धि, इलेक्ट्रोड की मोटाई 20% की कमी हुई है, यह संभव है आगे (नीचे के रूप में दिखाया गया है) इलेक्ट्रोड के प्रतिरोध को कम करने, हिरोकी नारा उच्च आवृत्ति अर्धवृत्त व्यास का मुख्य कारण काफी ठोस का घनत्व में क्रमिक वृद्धि के साथ कम हो जाती है कि , LCO कणों और वर्तमान कलेक्टर, कणों के बीच और और LCO प्रवाहकीय एजेंट के बीच संपर्क में काफी सुधार हुआ है, जिससे संपर्क प्रतिरोध को कम करने। के रूप में हम पैकिंग घनत्व को बढ़ाने के लिए, ऐसी है कि इलेक्ट्रोड मोटाई में कमी आई LCO 30 जारी रखने के लिए %, अर्धवृत्त हम देखते हैं की उच्च आवृत्ति क्षेत्र लगभग गायब हो गया, यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रोड के अंदर संपर्क प्रतिरोध 30% संघनन घनत्व में एक न्यूनतम तक पहुँच जाता है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि संघनन घनत्व बड़ा बेहतर है, हम ध्यान से EIS के परिणामों का विश्लेषण LCO देखा जा सकता है कि 30% की X- अक्ष सकारात्मक इलेक्ट्रोड पैकिंग घनत्व के चौराहे काफी सही करने के लिए स्थानांतरित कर दिया गया, जो यह दर्शाता पैकिंग घनत्व की वृद्धि के साथ, इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा Rion में ली + प्रसार वहाँ दर क्षमता में एक स्पष्ट वृद्धि है अनुकूल है कि नहीं परीक्षण के परिणाम से लिफ्ट, 20% LCO की मोटाई में कमी, इलेक्ट्रॉनिक संपर्क प्रतिरोध और आयन प्रसार प्रतिबाधा के बीच एक पैकिंग घनत्व के सकारात्मक इलेक्ट्रोड के संतुलन के लिए, संपर्क प्रतिरोध की कमी हुई पैकिंग घनत्व सीमित है सुधार जारी यह प्रसार का कारण होगा की क्षमता है प्रतिबाधा में काफी वृद्धि हुई है।
इलेक्ट्रोड, एक कम पैकिंग घनत्व,, सक्रिय सामग्री परत और छिद्रों की एक बड़ी संख्या के वर्तमान कलेक्टर के बीच मौजूद है LCO सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच Jiechubuliang तक पहुँचाने का पार अनुभागीय दृश्य है, जो कम दबाव घनत्व के कारण हो सकता से मुख्य कारण उच्च आवृत्ति क्षेत्र में इलेक्ट्रोड का एक बड़ा त्रिज्या है।
आगे सकारात्मक इलेक्ट्रोड के विभिन्न LCO जमा घनत्व के प्रदर्शन की पुष्टि करने के लिए, HirokiNara संघनन और मोटाई में कमी के बाद क्रमश: 0%, 10%, 15% और LCO सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक नकारात्मक धातु ली, मुलायम पैकेज बैटरी के उत्पादन से बना इलेक्ट्रोड का 20% कर रहे हैं उत्पादन किया गया। अंजीर, कोई रोलिंग, चार्ज करने के दौरान 0% LCO बहुत बड़े ध्रुवीकरण की मोटाई में कमी के एक आरोप-मुक्ति की अवस्था से देखा जा सकता, पल चार्ज 4.3 वी के एक कटऑफ वोल्टेज तक पहुँच गया है, और ठोस घनत्व के रूप में वृद्धि हुई इलेक्ट्रोड 15% और इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण के 20% की कमी हुई मोटाई काफी कम है। चार्ज और डिस्चार्ज परीक्षण करने के बाद, बैटरी थैली ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड हटा दिया गया, (धातु ली के प्रभाव को खत्म करने के नकारात्मक इलेक्ट्रोड) केवल LCO सकारात्मक इलेक्ट्रोड छोड़ रहा है, EIS तो परीक्षण किया गया। परीक्षण के परिणाम से पैकिंग घनत्व में वृद्धि, संपर्क प्रतिरोध लक्षण वर्णन अर्धवृत्ताकार व्यास काफी कम आवृत्ति क्षेत्र, बताते हैं कि काफी इलेक्ट्रोड के अंदर संपर्क प्रतिरोध को कम है, जिससे प्रभावी रूप से ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोड को कम करने के साथ।
आगे अल-पन्नी वर्तमान कलेक्टर और LCO के बीच संपर्क प्रतिरोध को कम करने के लिए, हिरोकी नारा अल पन्नी लेपित और साधारण अल पन्नी का परीक्षण करने के बजाय का उपयोग कर, निम्न चित्र एक साधारण अल पन्नी (नीला) और लेपित अल पन्नी (लाल) है LCO इलेक्ट्रोड के चार्ज और डिस्चार्ज घटता (इलेक्ट्रोड मोटाई संघनन के बाद 15% की कमी हुई), आंकड़ा बैटरी इंटरनेट का उपयोग करने का चार्ज वोल्टेज कम अल पन्नी कुचल से देखा जा सकता, निर्वहन के दौरान काफी वृद्धि हुई है, बैटरी आंतरिक ध्रुवीकरण महत्वपूर्ण कम इतना है कि बैटरी भी काफी EIS से भी सुधार किया गया है के निर्वहन क्षमता देखा जा सकता है, एक ही पैकिंग घनत्व, काफी कम लेपित अल पन्नी इलेक्ट्रोड संपर्क प्रतिबाधा उच्च आवृत्ति क्षेत्र के उपयोग में, लगभग एक अर्द्ध उच्च आवृत्ति क्षेत्र के ड्राइंग से नहीं बता सकता, एक आरोप विनिमय प्रतिबाधा अर्धवृत्त अल पन्नी के संपर्क प्रतिरोध एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रभाव है को कम करने रौंद डाला शो के केवल मध्यवर्ती क्षेत्र छोड़कर।
हिरोकी नारा बराबर सर्किट शुरुआत EIS परिणाम LCO एक अल पन्नी का उपयोग कर इलेक्ट्रोड पर आलेख में वर्णित फिटिंग रौंद डाला LCO सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कम पैनल एक) और अलग तापमान (कम पैनल ख) में अल पन्नी सामान्य लगाया गया था, सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर लेपित अल पन्नी का उपयोग कर के बीच के साथ प्रयोगात्मक परिणाम 1% से कम त्रुटि के साथ बहुत अच्छी तरह से सहमत हैं। एक परिणाम के रूप हिस्टोग्राम की फिटिंग नीचे दिखाया गया है, देखा जा सकता है आरआईएल संपर्क प्रतिरोध साधारण की तुलना में काफी छोटा होता है अल पन्नी इलेक्ट्रोड, और प्रभारी विनिमय आयन प्रसार प्रतिरोध और प्रतिबाधा यह दर्शाता है कि अल पन्नी सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध को कम करने, दर क्षमता लिथियम आयन बैटरी को बढ़ाने के लिए मुख्य रूप से रौंद डाला, बहुत अलग नहीं हैं।
हिरोकी नारा काम आवश्यक है पता चलता इलेक्ट्रोड की दर प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए उपयुक्त पैकिंग घनत्व (मोटाई में के बारे में 20% की कमी) LCO, एक उपयुक्त पैकिंग घनत्व सुधार किया जा सकता है, कण और LCO LCO कणों के बीच एक मौजूदा कलेक्टर के बीच संपर्क, इस प्रकार प्रभावी ढंग संपर्क प्रतिरोध को कम करने, इलेक्ट्रोड की दर के प्रदर्शन में सुधार, अल पन्नी कुचल काफी LCO सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध को कम कर सकते हैं, इसके अलावा में कम सेल ध्रुवीकरण, दर क्षमता LCO सेल महत्वपूर्ण प्रभाव होने सुधार करने के लिए ।
