Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento de veículos de energia nova, capacidade de produção de energia da bateria gradualmente para além das tradicionais baterias de lítio-íon de 3C produtos em maior demanda, ao mesmo tempo, novas aplicações também propor novas orientações para o desempenho das baterias de lítio-íon requisitos, tais como veículos de energia nova, em particular plug-in capacidade de descarga da bateria híbrida da ampliação têm uma maior exigência.
Os factores que influenciam o lítio bateria de iões de polarização principal capacidade da taxa, a polarização vai fazer com que o estado de funcionamento se desvia da bateria de iões de lítio em estado estacionário, o desempenho, na prática, é que com o aumento da tensão de polarização da bateria cai plataforma (descarga), a descarga geralmente uma redução na capacidade, acreditamos que os factores de polarização célula de iões de lítio são: 1) óhmica polarização, isto é, entre as partículas de material activo no interior da bateria, a resistência de contacto entre o material activo e o colector de electrões, com a actual estes factores aumentam causado pela queda de tensão aumentou significativamente diminuir; 2) de polarização de concentração, uma bateria de iões de lítio positivo e eléctrodos negativos têm uma estrutura porosa, a estrutura porosa do eléctrodo interno complexo iria causar um gradiente lento de difusão Li +, concentração, também na taxa de difusão Li + é lento em fase sólida pode facilmente tornar-se elemento limitante. hoje introduzimos maneiras de reduzir a resistência de contacto entre o material activo e o colector de corrente, para melhorar a bateria de lítio capacidade da taxa.
Actualmente processo de produção de baterias de iões de lítio, basicamente, nascido em 1992, Sony introduziu o primeiro processo comercial quando utilizado em uma bateria de iões de litio, a pasta de material activo positivo foi transferida para o colector de corrente do eléctrodo negativo feito de uma folha de metal por um dispositivo de revestimento superior (eléctrodo positivo é geralmente utilizada uma folha de Al, Cu cátodo folha geralmente utilizado), rolando, após o corte de uma bateria de iões de lítio ou de uma forma diferente por enrolamento de laminação e outros processos. elétrons precisa partículas dentro da reacção electroquímica do material activo positivo eléctrodo após a transferência de barramento entre as partículas para o colector de corrente, e, em seguida, conduzido para o ânodo através de um circuito externo, para completar uma reacção electroquímica completa. Assim electrões entre o material activo e o colector de corrente da reacção electroquímica torna-se conduzindo uma parte importante de recentemente Universidade Hiroki Nara Waseda (o primeiro autor, autor correspondente) e Tetsuya Osaka (autor), que analisou a densidade de empacotamento e a superfície de contacto do revestimento condutor folha de Al entre o colector de corrente e o material activo por meio de EIA efectuar a resistência entre, estudos têm mostrado que o desempenho da taxa de compactação adequada melhorou significativamente a densidade LCO do eléctrodo e a folha de Al será pisada.
experimento Hiroki Nara usando LCO como o material de eléctrodo positivo, grafite como material de eléctrodo negativo, respectivamente, através do ajuste da pressão e LCO vara costura para uma espessura diminuiu para 0%, 10%, 20% e 30% (eléctrodos mostrar calculados com uma porosidade de 49%, 42%, 37% e 27%), e um eléctrodo formado depois perfurando bateria macio, para teste electroquímico.
projeto da bateria bolsa Hiroki Nara abaixo mostra um circuito equivalente (FIG b em que a é um diagrama de TLM, representa um circuito paralelo na direcção da espessura do eléctrodo), em que a reactância indutiva ZL, RS da solução electrolítica impedância de difusão de iões, Ril é a resistência de contacto entre o material activo e o colector de corrente, e em paralelo com o condensador Cdl, e troca de carga impedância Rct em paralelo com o condensador Cct, Li + difusão dentro da impedância do eléctrodo Ri, Cdiff impedância difusão, usando software Matlab montagem, erro HirokiNara resultados obtidos montagem é menor do que 1%, o mecanismo de reacção pode ser uma reacção interna real da bateria de iões de lítio.
Um eléctrodo positivo do desempenho da descarga taxa FIG LCO de diferente densidade de embalagem, pode ser visto como tendo uma ampliação mais elevada para aumentar a densidade de empacotamento das exposições de eléctrodos de desempenho da taxa extremamente excelente, sem rolar o LCO ampliação eléctrodo mau desempenho, em 2C taxa quase nenhuma capacidade do painel inferior b é um espectro de material de eléctrodo positivo EIS de diferente densidade de embalagem, pode ser visto a partir da FIG laminado não (0% de redução na espessura) de impedância máxima eléctrodo , o diâmetro da zona semicircular e a região de frequência intermédia de 4,5 ohms e 1.0 ohms e após a laminagem as gotas de impedância do eléctrodo por 10% da espessura do eléctrodo é um declínio significativo nos dois semicírculos de 1,5 ohms e 0,2 ohm, mais aumentar a densidade de embalagem, a espessura do eléctrodo é diminuída em 20%, é possível reduzir ainda mais a resistência do eléctrodo (como mostrado abaixo), Hiroki Nara que a principal causa de diâmetro semicírculo alta frequência diminui significativamente com o aumento gradual da densidade do compactado , partículas LCO e o colector de corrente, o contacto entre as partículas e entre o LCO e o agente condutor são significativamente melhoradas, reduzindo desse modo a resistência de contacto. à medida que continuam a aumentar a densidade de embalagem, de tal modo que a espessura do eléctrodo diminuiu 30 LCO %, A região do semicírculo vemos de alta frequência quase desapareceu, indicando que a resistência de contato dentro do eletrodo atinge um mínimo de 30% da densidade de compactação, mas isso não significa que a densidade de compactação quanto maior, melhor, analisamos cuidadosamente os resultados do EIS LCO pode ser visto que a intersecção do eixo-X densidade de empacotamento eléctrodo positivo de 30% foi significativamente deslocado para a direita, indicando que, com o aumento da densidade de acondicionamento, Li + difusão no Rion impedância do eléctrodo há um claro aumento na capacidade da taxa não é conducente elevador a partir dos resultados de teste, a redução na espessura de 20% de LCO é a capacidade para equilibrar o eléctrodo positivo de uma densidade de empacotamento entre a resistência de contacto electrónica e iónica impedância difusão, continuar a melhorar a resistência de contacto diminuiu a densidade de embalagem é limitado, ele irá causar difusão impedância aumenta significativamente.
Do ponto de vista de corte transversal do eléctrodo, uma densidade de empacotamento inferior, existe entre a camada de material activo e o colector de corrente de um grande número de poros, levando a Jiechubuliang entre o material activo LCO e o colector de corrente, o que pode ser causado pela densidade baixa pressão principalmente devido a um grande raio dos eléctrodos semicirculares aparece numa região de alta frequência.
Para verificar ainda mais o desempenho de LCO compactado diferente densidade do eléctrodo positivo, HirokiNara foram produzidos depois de compactação e redução de espessura são, respectivamente, 0%, 10%, 15% e 20% do eléctrodo positivo LCO, um eléctrodo negativo feito de metal Li, a produção de bateria pacote macio. pode ser visto a partir de uma curva de carga-descarga da FIG, sem laminagem, redução em espessura de 0% LCO muito grande polarização durante o carregamento, o carregamento momento atingiu uma tensão de corte de 4,3 V, e como a densidade compactada aumento da espessura do eléctrodo diminuiu em 15% e 20% da polarização do eléctrodo é significativamente reduzida. após a realização do teste de carga e de descarga, a bolsa para a bateria Li eléctrodo negativo de metal foram removidos, deixando apenas o eléctrodo positivo LCO (eléctrodo negativo para eliminar a influência de metais Li), Então, o teste EIS é realizado.Dos resultados do teste, como a densidade de compactação aumenta, o diâmetro do semicírculo caracterizando a impedância de contato na região de alta freqüência é significativamente reduzido, indicando que a resistência de contato dentro do eletrodo é significativamente reduzida, reduzindo efetivamente a polarização do eletrodo.
Para reduzir ainda mais a resistência de contacto entre o colector de corrente de folha de Al-e LCO, Hiroki Nara REVESTIDO folha de Al e utilizando em vez da folha de Al normal testado, a figura seguinte é uma folha de Al ordinário (azul) e da folha de Al recoberto (vermelho) LCO curvas de carga e descarga do eléctrodo (eléctrodo de espessura depois da compactação diminuiu 15%), pode ser visto a partir da figura, a tensão de carga da bateria utilizando a internet diminuiu pisada folha de Al, aumentou significativamente durante a descarga, a polarização interna da bateria significativa reduzido, de modo que a capacidade de descarga da bateria também foi significativamente melhorada também do EIS pode ser visto, na mesma densidade de empacotamento, a utilização da região significativamente inferior REVESTIDO Al eléctrodo de folha de impedância contacto alta frequência, quase não pode dizer a partir do desenho de uma região semi-alta frequência, deixando apenas a região intermediária de uma apresentação de impedância semicírculo troca de carga pisada reduzir a resistência de contacto da folha de Al tem um efeito muito significativo.
Hiroki Nara o circuito equivalente descrito no artigo, no início EIS eléctrodo resultados LCO usando uma folha de Al pisada LCO eléctrodo positivo (o painel inferior um) e a folha de Al geral a diferentes temperaturas (painel inferior, b) foram ajustadas, o acessório com resultados experimentais concorda bastante bem com o erro menos do que 1%., como resultado do encaixe do histograma mostrado abaixo, pode ser visto a resistência de contacto Ril entre o material activo e o colector de corrente utilizando a folha de Al recoberto é significativamente menor do que o normal eléctrodos de folha de Al, e carga de permuta iónica e resistência à difusão de impedância não são muito diferentes, o que indica que a folha de Al pisada principalmente através da redução da resistência de contacto entre o material activo e o colector de corrente, para melhorar a bateria de lítio capacidade da taxa.
Hiroki Nara trabalho mostra a densidade de embalagem adequado (redução de cerca de 20% em espessura) LCO para melhorar o desempenho da taxa do eléctrodo é necessária, uma densidade de empacotamento adequado pode ser melhorada, o contacto entre as partículas e um colector de corrente entre as partículas LCO LCO, reduzindo assim eficazmente a resistência de contacto, melhorar o desempenho da taxa do eléctrodo, em adição pisado a folha de Al pode reduzir significativamente a resistência de contacto entre o material activo LCO e o colector de corrente, a polarização celular reduzida, para melhorar a célula LCO capacidade da taxa de ter efeitos significativos .
