Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di veicoli nuova energia, la capacità produttiva Batteria gradualmente oltre i tradizionali batterie al litio di prodotti 3C in maggiore richiesta allo stesso tempo, nuove applicazioni propongono anche nuove indicazioni per le prestazioni delle batterie agli ioni di litio requisiti, come nuovi veicoli di energia, in particolare plug-in capacità di scarica della batteria ibrida dell'ingrandimento hanno una maggiore esigenza.
Fattori che influenzano la batteria agli ioni di litio polarizzazione principale capacità di rapporto, la polarizzazione causerà lo stato operativo si discosta dalla batteria stato stazionario agli ioni di litio, le prestazioni in pratica è che con l'aumentare della tensione di polarizzazione della batteria scende piattaforma (scarico), la scarica generalmente una riduzione della capacità, riteniamo che i fattori di polarizzazione al litio sono: 1) la polarizzazione ohmico, cioè tra le particelle di materiale attivo all'interno della batteria, la resistenza di contatto tra il materiale attivo e il collettore di elettroni, con corrente questi fattori aumentano causati dalla caduta di tensione aumentato significativamente declino; 2) polarizzazione di concentrazione, una batteria agli ioni di litio positivo e elettrodi negativi hanno una struttura porosa, la struttura porosa del complesso elettrodo interno causerebbe un gradiente lento Li + diffusione, concentrazione, anche la velocità di diffusione Li + è in fase solida lenta può facilmente diventare elemento limitatore. oggi si introduce modi per ridurre la resistenza di contatto tra il materiale attivo e il collettore di corrente, per migliorare la capacità della batteria tasso ioni di litio.
Attualmente litio processo produttivo batteria agli ioni fondamentalmente nato nel 1992, Sony ha introdotto il primo processo commerciale quando usato in una batteria agli ioni di litio, la sospensione positivo materiale attivo è stato trasferito all'elettrodo di collettore di corrente negativa fatta di una lamina di metallo da un dispositivo di rivestimento superiore (elettrodo positivo viene generalmente utilizzata una pellicola di al, Cu foglio catodico generalmente utilizzati), laminazione, dopo il taglio di una batteria al litio o di una forma diversa avvolgendo laminazione e altri processi. elettroni devono particelle all'interno della reazione elettrochimica del materiale attivo di elettrodo positivo dopo il trasferimento bus tra le particelle di collettore di corrente, e poi condotte verso l'anodo attraverso un circuito esterno, per completare una reazione elettrochimica completa. Così elettroni tra il materiale attivo e il collettore di corrente della reazione elettrochimica diventa condurre una parte importante recentemente Hiroki Nara Waseda (il primo autore, corrispondente autore) e Tetsuya Osaka (autore), che ha analizzato la densità e la superficie di contatto del rivestimento conduttivo foglio di alluminio tra il collettore di corrente ed il materiale attivo mediante EIS effetto resistenza tra, studi hanno dimostrato che la corretta esecuzione tasso di compattazione sensibilmente migliorata densità LCO dell'elettrodo e la pellicola di al sarà calpestata.
esperimento Hiroki Nara utilizzando LCO come materiale di elettrodo positivo, grafite come materiale di elettrodo negativo, rispettivamente, regolando la pressione e LCO cucitura bastone ad uno spessore ridotto allo 0%, 10%, 20% e 30% (calcolato mostra elettrodi avente una porosità del 49%, 42%, 37% e 27%), ed un elettrodo formato dopo la punzonatura morbido pacco batteria, per il test elettrochimica.
disegno della batteria sacchetto Hiroki Nara seguente mostra un circuito equivalente (figura b in cui a è un diagramma della TLM, rappresenta un circuito parallelo nella direzione dello spessore dell'elettrodo), in cui la reattanza induttiva ZL, RS dell'impedenza ione diffusione soluzione elettrolitica, ril è la resistenza di contatto tra il materiale attivo e il collettore di corrente, e in parallelo al condensatore Cdl, e scambio di carica Rct impedenza in parallelo al condensatore Cct, Li + diffusione all'interno l'impedenza dell'elettrodo Ri, impedenza diffusione cdiff, utilizzando il software MATLAB montaggio, errore HirokiNara risultati adatti ottenuto è inferiore a 1%, il meccanismo di reazione può essere una vera reazione interna della batteria agli ioni di litio.
Un elettrodo positivo della prestazione di scarico tasso FIG LCO di diversa densità, può essere visto come avente un ingrandimento maggiore per migliorare la densità di impaccamento delle esposizioni elettrodi estremamente eccellente prestazione tasso, senza rotolare l'LCO elettrodo di ingrandimento scarso rendimento, al tasso 2C quasi nessuna capacità del pannello inferiore b è un materiale di elettrodo positivo EIS spettro di diversa densità, si può vedere dalla figura laminata no (riduzione 0% di spessore) di impedenza massima dell'elettrodo , il diametro della zona semicircolare e la regione frequenza intermedia di 4,5 ohm e 1,0 ohm e dopo la laminazione le gocce elettrodo impedenza del 10% dello spessore dell'elettrodo è un calo significativo due semicerchi di 1,5 ohm e 0,2 ohm, ulteriormente migliorare la densità, lo spessore dell'elettrodo è diminuita del 20%, è possibile ridurre ulteriormente la resistenza dell'elettrodo (come mostrato di seguito), Hiroki Nara che la causa principale di diametro semicerchio alta frequenza è diminuita significativamente con graduale aumento della densità del compattato , particelle LCO e il collettore di corrente, il contatto tra le particelle e tra l'LCO e l'agente conduttivo sono notevolmente migliorate, riducendo così la resistenza di contatto. mentre continuiamo ad aumentare la densità, in modo tale che lo spessore dell'elettrodo diminuito LCO 30 %, La regione ad alta frequenza del semicerchio vediamo quasi scomparso, indicando che la resistenza di contatto all'interno dell'elettrodo raggiunge un minimo del 30% di densità di compattazione, ma questo non significa che la densità di compattazione più grande è meglio, abbiamo attentamente analizzare i risultati di EIS LCO può vedere che l'intersezione dell'asse X densità elettrodo positivo del 30% era significativamente spostato a destra, indicando che con l'aumento della densità, Li + diffusione nel Rion elettrodo impedenza esiste un chiaro aumento nella capacità di rapporto non è favorevole ascensore dai risultati del test, la riduzione di spessore del 20% LCO è la capacità di equilibrare l'elettrodo positivo di ottenere una densità tra la resistenza di contatto elettronico e impedenza diffusione degli ioni, continuare a migliorare la resistenza di contatto ridotta densità è limitato, causerà diffusione impedenza aumenta significativamente.
Dalla vista in sezione trasversale dell'elettrodo, una densità minore, esiste tra lo strato di materiale attivo e il collettore di corrente di un gran numero di pori, portando a Jiechubuliang tra LCO materiale attivo e il collettore di corrente, che può essere causato dalla densità bassa pressione dovuto principalmente ad un grande raggio di elettrodi semicircolari appare in una regione ad alta frequenza.
Per verificare ulteriormente le prestazioni dei diversi LCO compattato densità dell'elettrodo positivo, HirokiNara stati prodotti dopo compattazione e riduzione di spessore sono rispettivamente 0%, 10%, 15% e 20% di LCO elettrodo positivo, un elettrodo negativo di metallo Li, la produzione di batterie morbido pacchetto. può essere visto da una curva di carica-scarica di figura, senza laminazione, riduzione di spessore del 0% LCO molto grande polarizzazione durante la ricarica, momento di carico ha raggiunto una tensione di interdizione di 4,3 V, e la densità compattato spessore maggiorato elettrodo diminuito del 15% e il 20% della polarizzazione dell'elettrodo è significativamente ridotta. dopo aver eseguito il test di carica e scarica, la sacca batteria Li elettrodo negativo metallo sono stati rimossi, lasciando solo l'elettrodo positivo LCO (elettrodo negativo per eliminare l'influenza di metallo Li), EIS poi testato. con l'aumento della densità, regione di frequenza diametro semicircolare caratterizzazione resistenza di contatto significativamente più basso dai risultati del test, mostrano che riducono notevolmente la resistenza di contatto all'interno dell'elettrodo, riducendo efficacemente gli elettrodi polarizzati.
Per ridurre ulteriormente la resistenza di contatto tra Al-foil collettore di corrente e LCO, Hiroki Nara RICOPERTO Al strisce e utilizzando invece di ordinaria Al foil testato, la cifra seguente è un normale foglio di alluminio (blu) e patinata foglio di alluminio (rosso) LCO carica e scarica curve dell'elettrodo (spessore dell'elettrodo dopo la compattazione è diminuita del 15%), si può vedere dalla figura la tensione di carica della batteria utilizzando Internet diminuito calpestato al foil, aumentato significativamente durante la scarica, la polarizzazione batteria interna significativa ridotta in modo che la capacità di scarica della batteria inoltre è stata notevolmente migliorata anche dal EIS può essere visto, nella stessa densità, l'uso di significativamente inferiore RIVESTITO elettrodo lamina regione ad alta frequenza contatto impedenza al, quasi non può dire dal disegno di una regione semi-alta frequenza, lasciando solo la regione intermedia di una scambio di carica impedenza semicerchio mostra calpestato ridurre la resistenza di contatto della lamina al ha un effetto molto significativo.
Hiroki Nara circuito equivalente descritto nell'articolo all'inizio EIS risultati LCO elettrodo usando un foglio di Al calpestato LCO elettrodo positivo (pannello inferiore a) e la lamina generale Al a diverse temperature (pannello inferiore) b sono stati montati, il raccordo con risultati sperimentali concordano abbastanza bene con errore inferiore all'1%. come risultato il raccordo dell'istogramma illustrata di seguito, può essere visto Ril resistenza di contatto fra il materiale attivo e il collettore di corrente utilizzando RIVESTITO lamina al è notevolmente inferiore rispetto al normale al elettrodi di alluminio e di resistenza alla diffusione carica scambio ionico e l'impedenza non sono molto diversi, indicando che la pellicola di al calpestato principalmente riducendo la resistenza di contatto tra il materiale attivo e il collettore di corrente, per migliorare la capacità della batteria tasso ioni di litio.
lavoro Hiroki Nara mostra adatto densità apparente (riduzione del 20% circa di spessore) LCO per migliorare le prestazioni tasso dell'elettrodo è necessaria una adeguata densità può essere migliorato, il contatto tra le particelle e un collettore di corrente tra particelle LCO LCO, riducendo efficacemente la resistenza di contatto, migliorare le prestazioni tasso dell'elettrodo, oltre calpestato sulla lamina di al può ridurre significativamente la resistenza di contatto tra il materiale attivo LCO e il collettore di corrente, ridotta polarizzazione delle cellule, per migliorare la capacità cell rate LCO avere effetti significativi .
