En los últimos años, con el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, la capacidad de producción de baterías de potencia gradualmente más allá de las baterías de iones de litio tradicionales de productos 3C en una mayor demanda, al mismo tiempo, nuevas aplicaciones también proponen nuevas direcciones para el desempeño de las baterías de iones de litio Los requisitos, como los vehículos de nueva energía, especialmente los vehículos híbridos enchufables, exigen mayores requisitos en la capacidad de descarga de energía de las baterías de energía.
Factores que influyen en la capacidad de velocidad de litio batería de iones de polarización principal, la polarización harán que el estado de funcionamiento se desvía de la batería de iones de litio de estado estable, el rendimiento en la práctica es que al aumentar el voltaje de polarización de la batería cae plataforma (descarga), la descarga generalmente una reducción de la capacidad, creemos que los factores de polarización de las células de iones de litio son: 1) la polarización óhmica, es decir, entre las partículas de material activo dentro de la batería, la resistencia de contacto entre el material activo y el colector de electrones, con la corriente estos factores aumentan causados por la caída de tensión aumentó significativamente de descenso; 2) la polarización de concentración, una batería de iones de litio positivo y electrodos negativos tienen una estructura porosa, la estructura porosa del complejo electrodo interno causaría un gradiente lento Li + difusión, la concentración, también en la velocidad de difusión de Li + es fase sólida lento puede convertirse fácilmente en el elemento limitante. hoy introducimos maneras de reducir la resistencia de contacto entre el material activo y el colector de corriente, para mejorar la batería de iones de litio capacidad de velocidad.
Actualmente proceso de producción de baterías de iones de litio, básicamente, nacido en 1992, Sony introdujo el primer proceso comercial cuando se utiliza en una batería de iones de litio, la suspensión material activo positivo fue transferido al colector de corriente del electrodo negativo hecha de una lámina metálica por un dispositivo de recubrimiento superior (electrodo positivo se utiliza generalmente una lámina de al, Cu cátodo de aluminio utilizado en general), laminados, después de cortar una batería de iones de litio o de una forma diferente mediante el enrollado de laminación y otros procesos. electrones necesitan partículas dentro de la reacción electroquímica del material activo del electrodo positivo después de la transferencia de bus entre las partículas al colector de corriente y, a continuación, realizada al ánodo a través de un circuito externo, para completar una reacción electroquímica completa. por lo tanto los electrones entre el material activo y el colector de corriente de la reacción electroquímica se hace conductor una parte importante de recientemente Universidad Hiroki Nara Waseda (el primer autor, autor de correspondencia) y Tetsuya Osaka (autor), que analizó la densidad de empaquetamiento y la superficie de contacto del revestimiento conductor al papel de aluminio entre el colector de corriente y el material activo por medio de EIS efecto de resistencia entre, los estudios han demostrado que el rendimiento tasa de compactación adecuado mejorado significativamente la densidad LCO del electrodo y la lámina de al será hollada.
experimento Hiroki Nara usando LCO como el material de electrodo positivo, grafito como el material del electrodo negativo, respectivamente, mediante el ajuste de la presión y el palo de la costura LCO a un grosor disminuyó a 0%, 10%, 20% y 30% (Mostrar electrodos calculados tiene una porosidad de 49%, 42%, 37% y 27%), y un electrodo formado después de la perforación de la batería paquete blando, para la prueba electroquímica.
diseño de la batería de la bolsa Hiroki Nara muestra un circuito equivalente (figura b en donde a es un diagrama de la TLM, representa un circuito en paralelo en la dirección del espesor del electrodo), en el que la reactancia inductiva ZL, RS de la solución electrolítica impedancia difusión de iones, Ril es la resistencia de contacto entre el material activo y el colector de corriente, y en paralelo con el condensador Cdl, y el intercambio de carga de impedancia Rct en paralelo con el condensador Cct, Li + difusión dentro de la impedancia del electrodo Ri, Cdiff impedancia de difusión, mediante el uso de software MATLAB apropiado, error HirokiNara resultados apropiados obtenido es menos del 1%, el mecanismo de reacción puede ser una verdadera reacción interna de la batería de iones de litio.
Un electrodo positivo de la actuación de descarga tasa figura LCO de diferente densidad de empaquetamiento, puede ser visto como que tiene un mayor aumento para mejorar la densidad de empaquetamiento de las exposiciones de electrodos extremadamente excelente comportamiento de los tipos, sin rodar el LCO magnificación electrodo bajo rendimiento, en 2C tasa casi ninguna capacidad del panel inferior b es un espectro de EIS material de electrodo positivo de diferente densidad de empaquetamiento, se puede ver en la figura laminado no (reducción de 0% en el espesor) de impedancia máxima electrodo , el diámetro de la zona semicircular y la región de frecuencia intermedia de 4,5 ohmios y 1,0 ohmios y después de rodar las gotas de impedancia del electrodo en un 10% del espesor del electrodo es una disminución significativa en dos semicírculos de 1,5 ohmios y 0,2 ohmios, además mejorar la densidad de empaquetamiento, el espesor del electrodo se reduce en un 20%, es posible reducir aún más la resistencia del electrodo (como se muestra a continuación), Hiroki Nara que la principal causa de diámetro semicírculo de alta frecuencia se disminuyó significativamente con el aumento gradual de la densidad de la compactado , las partículas de LCO y el colector de corriente, el contacto entre las partículas y entre el LCO y el agente conductor se mejoran significativamente, reduciendo así la resistencia de contacto. a medida que continuamos para aumentar la densidad de empaquetamiento, de manera que el espesor del electrodo disminuyó LCO 30 %, La región de alta frecuencia del semicírculo vemos casi desapareció, lo que indica que la resistencia de contacto en el interior del electrodo alcanza un mínimo en la densidad de compactación del 30%, pero esto no significa que la densidad de compactación cuanto más grande mejor, analizamos cuidadosamente los resultados del estudio de impacto ambiental LCO puede verse que la intersección del eje X densidad de empaquetamiento electrodo positivo de 30% se cambió de manera significativa a la derecha, lo que indica que con el aumento de la densidad de empaquetamiento, Li + difusión en el Rion impedancia de los electrodos hay un claro aumento en la capacidad de velocidad no es propicio ascensor desde los resultados de la prueba, la reducción de espesor de 20% LCO es la capacidad para equilibrar el electrodo positivo de una densidad de empaquetamiento entre la resistencia de contacto electrónico y la impedancia de la difusión de iones, seguir mejorando la resistencia de contacto disminución de la densidad de empaquetamiento es limitado, que hará que la difusión La impedancia aumenta significativamente.
De vista en sección transversal del electrodo, una densidad de empaquetamiento inferior, existe entre la capa de material activo y el colector de corriente de un gran número de poros, dando lugar a Jiechubuliang entre LCO material activo y el colector de corriente, que puede ser causada por la densidad baja presión La razón principal por la cual el electrodo tiene un radio grande en la región de alta frecuencia.
A fin de verificar el rendimiento de diferentes LCO compactado densidad del electrodo positivo, HirokiNara se produjeron después de la compactación y reducción de espesor son, respectivamente, 0%, 10%, 15% y 20% de electrodo positivo LCO, un electrodo negativo de metal Li, la producción de la batería paquete blando. puede verse a partir de una curva de carga-descarga de la figura, no de laminación, reducción en el espesor de 0% LCO muy grande de polarización durante la carga, momento de carga ha alcanzado un voltaje de corte de 4,3 V, y como la densidad compactada aumento del grosor del electrodo disminuyó en un 15% y 20% de la polarización del electrodo se reduce significativamente. después de realizar la prueba de carga y descarga, se retira la bolsa de la batería Li electrodo negativo metal, dejando sólo el electrodo positivo LCO (electrodo negativo para eliminar la influencia de metal de Li), EIS entonces a prueba. con el aumento de la densidad de empaquetamiento, el diámetro semicircular caracterización resistencia de contacto significativamente menor región de frecuencia a partir de los resultados de la prueba, muestran que reducen significativamente la resistencia de contacto en el interior del electrodo, con lo que la reducción efectiva de los electrodos polarizados.
Para reducir aún más la resistencia de contacto entre el colector de corriente Al-papel de aluminio y LCO, Hiroki Nara COATED Al papel de aluminio y usando en lugar de Al lámina ordinaria probado, la siguiente figura es una lámina de Al ordinario (azul) y hoja de aluminio revestida (rojo) LCO de carga y descarga curvas del electrodo (espesor de electrodo después de la compactación se redujo en 15%), puede ser visto desde la figura, la tensión de carga de la batería utilizando el internet disminuyó hollada al papel de aluminio, se incrementó significativamente durante la descarga, la polarización interna de la batería significativa reduce de modo que la capacidad de descarga de la batería también se ha mejorado significativamente también desde el EIS puede ser visto, en la misma densidad de empaquetamiento, el uso de electrodo de lámina de región de alta frecuencia de contacto impedancia significativamente menor COATED al, casi no se puede decir que desde el dibujo de una región semi-alta frecuencia, dejando sólo la región intermedia de un programa de intercambio de carga de impedancia semicírculo pisoteado la reducción de la resistencia de contacto de la hoja de aluminio tiene un efecto muy significativo.
Hiroki Nara el circuito equivalente se describe en el artículo, al principio EIS electrodo resultados LCO usando una lámina de Al hollada LCO electrodo positivo (panel inferior a) y la lámina general de Al a diferentes temperaturas (panel inferior b) se ajustaron, el accesorio con los resultados experimentales de acuerdo bastante bien con error de menos de 1%. como resultado, el montaje del histograma se muestra a continuación, puede verse la resistencia de contacto Ril entre el material activo y el colector de corriente usando lámina de al revestido es significativamente más pequeño que el ordinario electrodos de lámina de al, y resistencia a la difusión de iones de intercambio de carga y la impedancia no son muy diferentes, lo que indica que la lámina de al hollada principalmente mediante la reducción de la resistencia de contacto entre el material activo y el colector de corriente, para mejorar la batería de iones de litio capacidad de velocidad.
trabajo Hiroki Nara muestra densidad de empaquetamiento adecuado (una reducción de aproximadamente 20% en el espesor) LCO para mejorar el rendimiento de tasa de electrodo es necesario, una densidad de empaquetamiento adecuado puede ser mejorado, el contacto entre las partículas y un colector de corriente entre las partículas LCO LCO, por tanto, la reducción efectiva de la resistencia de contacto, mejorar el rendimiento de la tasa del electrodo, además pisoteado en la lámina metálica de al puede reducir significativamente la resistencia de contacto entre el material activo LCO y el colector de corriente, la reducción de la polarización celular, para mejorar celular LCO capacidad de velocidad que tiene efectos significativos .
