최근 몇 년 동안, 새로운 에너지 차량, 점차 동시에 수요의 3C 제품의 기존의 리튬 이온 배터리를 넘어 전력 배터리 생산 능력의 급속한 발전과 함께, 새로운 응용 프로그램은 리튬 이온 배터리의 성능에 대한 새로운 방향을 제시 새로운 에너지 차량, 특히 플러그인 하이브리드 자동차와 같은 요구 사항은 전원 배터리의 전력 방전 용량에 대한보다 높은 요구 사항을 제시합니다.
레이트 성능의 리튬 이온 전지의 주요 편광에 영향을 미치는 요인은, 편광 운영 상태가 정상 상태의 리튬 이온 배터리를 벗어나 발생할 실제로, 성능은 배터리의 증가 분극 전압 플랫폼 (방전)의 방전을 삭제한다는 것이다 현재 1) 오믹 편광, 즉 전지의 활물질과 전자 컬렉터 사이의 접촉 저항 내부 활물질 입자 간의 : 일반적으로 용량이 감소, 우리는 리튬 이온 전지 편광 요인이라고 생각 2) 농도 분극 리튬 이온 포지티브 배터리 및 음극이 다공질 구조를 갖는, 복합체 내부 전극의 다공성 구조 느린 리 + 확산 농도 구배를 야기 이들 요인 감소 크게 증가하는 전압 강하에 의해 발생이 증가 할 또한 리튬 이온의 확산 속도에 용이 소자 제한 될 수 느린 고체상이다. 오늘은, 활물질과 집 전체 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위해 레이트 용량 리튬 이온 배터리를 강화하는 방법을 소개한다.
상기 양극 활물질 슬러리를 도포 장치에 의해 금속 박으로 이루어지는 음극 집 전체로 옮기고 리튬 이온 전지에 사용되는 경우, 현재 리튬 이온 전지 제조 방법은 기본적으로 1992 년 태어난 소니 제 상업적인 프로세스를 도입 상부는 라미네이트 및 다른 프로세스를 권회하여 리튬 이온 전지 또는 다른 형상으로 절단 한 후, 압연 (양극은 일반적으로 알루미늄 박, 일반적으로 사용되는 구리 박의 음극을 사용). 전자가 양극 활물질의 전기 화학 반응의 내부 입자 필요 집 전체에 입자 간의 버스 전송 한 후, 다음으로 전체 전기 화학 반응을 완료하기 위해, 외부 회로를 통하여 양극으로 하였다. 따라서, 활성 물질 및 전기 화학 반응의 집전 장치 사이의 전자의 중요한 역할을 수행된다 최근 히로키 나라 와세다 (첫 번째 저작 대응 저자) 및 패킹 밀도 및 EIS 의해 집과 활물질 사이의 도전성 코팅 알루미늄 박의 접촉면 분석 테츠야 오사카 (저자), 연구는 전극과 알루미늄 박의 적절한 다짐 율 성능이 크게 향상 LCO 밀도 유린 될 것으로 보여,간에 저항 효과.
양극 재료로서 LCO를 사용 히로키 나라 실험은, 흑연 부극 재료로서, 각각 두께로 압력 LCO 심 스틱을 조정함으로써, 0 %, 10 %, 20 % 및 30 % (계산 표시 전극은 49 %의 기공율을 감소 42 %, 37 % 및 27 %), 전기 화학 시험을위한 소프트 팩 전지를 펀칭 한 후에 형성되는 전극.
파우치 전지 설계 히로키 나라 아래 (A는 TLM의 도면이고 B도, 전극의 두께 방향의 병렬 회로를 나타낸다)의 등가 회로를 도시하고, 상기 유도 성 리액턴스 ZL, 전해액의 이온 확산 임피던스 RS, RIL 활물질과 집 전체 사이의 접촉 저항이며, 전극 임피던스오고, Cdiff 확산 임피던스 내의 커패시터 CCT 리 + 확산와 병렬 커패시터 CDL, 전하 교환 RCT 임피던스와 병렬로, MATLAB 소프트웨어를 사용하여 피팅 HirokiNara 피팅 결과 얻어지는 오류 반응 메커니즘은 리튬 이온 전지의 실제 내부 반응 할 수 있고, 1 % 미만이다.
다른 패킹 밀도도 LCO 고율 방전 성능 양극 전극 배율 LCO 압연없이 전극 나타낸다 매우 우수한 속도 성능의 충전 밀도를 향상시키기 위해 더 높은 배율을 갖는 것으로 볼 수있다 2C 레이트 하판 (B)의 거의 용량 성능 저하는 다른 패킹 밀도의 양극 재료 EIS 스펙트럼 최대 전극 임피던스 아니오 (두께 0 % 감소)도 적층 알 수 없다 상기 반원형 영역과 4.5 오옴 1.0 옴 전극의 막 두께의 10 %의 전극 임피던스 방울 압연 후의 중간 주파 영역의 직경은 1.5 옴 0.2 옴 두 반원의 상당한 감소는 또한 인 패킹 밀도를 향상, 전극의 두께가 20 % 감소되고, 그것이 (아래 그림 참조), 상기 전극의 저항을 감소시킬 수있다 히로키 나라 고주파 반원 직경의 주요 원인은 크게 압축 밀도의 점진적인 증가에 따라 감소 된 것으로 , LCO 입자와 집 전체 입자 사이 및 LCO과 도전 제의 접촉 크게함으로써, 접촉 저항을 줄이고, 개선된다. 우리는 전극 두께 LCO (30)이 감소되도록, 패킹 밀도를 증가시키기 위해 계속 %는 우리가 볼 수있는 반원의 높은 주파수 영역은 거의 전극 내부의 접촉 저항이 30 % 압축 밀도에서 최소 도달 것을 나타내는, 사라, 그러나 이것은 압축 밀도가 더 큰 더 나은, 우리가주의 깊게 EIS의 결과를 분석 것을 의미하지 않는다 30 %의 X 축 정극 충전 밀도의 교차점 크게 오른쪽으로 시프트되었음을 LCO는 패킹 밀도의 증가에 따라, 전극 임피던스 리온의 리튬 이온 확산 속도 기능의 명확한 증가가 도움이되지 않은 것을 나타내는, 알 수있는 시험 결과로부터 리프트, 20 % LCO 두께의 감소가 확산을 일으킬 것이며, 접촉 저항은 패킹 밀도에 한계가 감소 개선 할 전자 접촉 저항 및 이온 확산 임피던스 사이의 패킹 밀도의 정극 균형 능력이다 임피던스가 상당히 증가합니다.
저압 밀도에 의해 야기 될 수있는 전극, 하부 패킹 밀도, 활물질 층 및 기공의 다수의 집 전체 사이에 존재 LCO 활물질과 집 전체 사이 Jiechubuliang 선도의 단면도에서 고주파 영역에서 전극의 반경이 큰 주된 이유.
두께의 압축 및 환원이 각각 0 %, 10 %, 15 % 및 LCO 양극, 금속 리튬, 소프트 패키지 전지의 제조 이루어지는 음극의 20 % 후에 상기 양극의 다른 LCO 압축 밀도의 성능을 확인하기 HirokiNara를 제조 하였다. 4.3 V의 컷오프 전압에 도달하고있다 순간 충전도없이 롤링, 충전시 0 % LCO 매우 큰 편광 박형화의 충 방전 곡선으로부터 알 수있는 압축 된 밀도 15 % 전극 편광의 20 %만큼 감소 증가 전극 두께는 상당히. 충 방전 시험을 수행 한 결과, 전지 파우치 리튬 금속 음극 전극 (금속 리튬의 영향을 제거하기 위해 음극) 만 LCO 양극 남겨 제거하고 감소 EIS는 상당히 효과적으로 분 극성 전극을 환원 전극 내부의 접촉 저항을 감소시키는 시험 결과로부터 패킹 밀도의 증가, 접촉 저항 특성 반원의 직경이 상당히 낮은 주파수 영역 쇼. 시험.
상기 알루미늄 박 전류 콜렉터 LCO 사이의 접촉 저항을 줄이기 위해 히로키 나라는 알루미늄 포일을 코팅하고, 그 대신 테스트 통상 알루미늄 박으로하여, 다음 그림은 통상의 알루미늄 박 (파란색)와 COATED 알루미늄 박 (적색)이고 LCO 전극의 충 방전 곡선 (압축 15 % 감소한 후 전극 두께), 인터넷을 사용하여 배터리의 충전 전압이 알루미늄 포일을 밟 감소 도면으로부터 알 수있는 방전 동안 현저히 증가, 전지 내부 분극 상당한 또한 상당히 EIS에서도 개선 된 전지의 방전 용량이 볼 수 있도록 거의 동일한 충전 밀도, 상당히 낮은 COATED 알루미늄 호일 전극 접촉 임피던스 고주파 영역의 사용 감소 매우 큰 영향을 알루미늄 포일의 접촉 저항이 감소 유린 전하 교류 임피던스 반원 쇼의 중간 영역을 떠나 반 고주파 영역의 도면으로부터 알 수 없다.
히로키 나라는 알루미늄 호일을 사용하여 처음 EIS 결과 LCO 전극의 문서에서 설명하는 등가 회로는, LCO 양극 (하부 패널 A) 및 서로 다른 온도 (하단 패널 B)에서의 알루미늄 박 일반 장착 된 부속을 밟 활물질 COATED 알루미늄 박을 사용하여 집 전체 사이의 결과로서 히스토그램의 결합은 다음과 같이 실험 결과는 1 % 미만의 오차로 매우 잘 일치로., 알 수 RIL 접촉 저항은 통상보다 상당히 작다 알루미늄 호일 전극 및 전하 교환 이온 확산 저항 및 임피던스가 알루미늄 호일 레이트 용량 리튬 이온 배터리를 향상시키기 위해, 활물질과 집 전체 사이의 접촉 저항을 감소시킴으로써 주로 밟 나타내는 매우 다르지 않다.
히로키 나라 작업이 필요한 전극의 속도 성능을 향상시키기위한 적당한 패킹 밀도 (두께가 약 20 % 감소) LCO이다 나타낸다 적합한 충전 밀도를 향상시킬 수 LCO LCO 입자의 입자와 집 전체 사이의 접촉, 따라서 효과적으로 레이트 능력 LCO 셀 현저한 효과를 갖는 개선하기 위해, 크게 LCO 활물질과 집 전체 사이의 접촉 저항을 줄일 수있는 알루미늄 호일 유린 이외에 감소 셀 분극 전극의 속도 성능을 향상시키고, 접촉 저항을 줄여 .
