Як вирішити проблему рівномірності покриття літій-залізо-фосфатної батареї?
Нерівномірне покриття літій-залізо-фосфатних акумуляторів не тільки спричиняє погану консистенцію батареї, але й стосується таких питань, як дизайн та безпека використання.
Тому контроль рівномірності покриття дуже суворий у процесі виробництва літій-залізо-фосфатної батареї. Ті, хто знає формулу та процес нанесення покриття, знають, що чим дрібніші частинки матеріалу, тим складніше зробити рівномірне покриття. Що стосується його механізму, я ще не бачу відповідного пояснення. Вважається, що лінія покриття спричинена не-неньютоновськими властивостями рідини електродної пасти.
Суспензія електродів має бути тиксотропною рідиною в не-ньютонівській рідині, яка характеризується в’язким або навіть твердим станом у стані спокою, але стає рідкою та легко протікає після перемішування. Сполучні – це лінійні або мережеві структури в субмікроскопічному стані. При перемішуванні ці структури руйнуються, а плинність хороша. Після відпочинку вони-формуються, і плинність стає поганою. Частинки літій-залізофосфату невеликі. При однаковій масі кількість частинок збільшується. Щоб з’єднати їх з утворенням ефективної електропровідної мережі, кількість необхідного провідного агента відповідно збільшується. Оскільки частинки менші, а кількість провідного агента збільшується, кількість необхідного зв’язуючого також збільшується. У стоянні легше утворити мережеву структуру, а плинність гірша, ніж у звичайних матеріалів.
У процесі видалення суспензії з мішалки до процесу нанесення покриття багато виробників все ще використовують оборотне відро для перенесення суспензії. Під час процесу суспензія не перемішується або інтенсивність перемішування низька, а плинність суспензії змінюється і поступово стає в’язкою. Як желе. Текучість не є хорошою, що призводить до поганої однорідності покриття, що проявляється як збільшення допуску щільності опорного наконечника та погана морфологія поверхні.
Основним є покращення матеріалу, наприклад збільшення електропровідності, збільшення часток, сфероїдація частинок тощо, і ефект може бути обмежений за короткий час. Виходячи з наявних матеріалів, з точки зору обробки батареї, шляхи вдосконалення можна спробувати з наступного:
1. Using "linear" conductive agent
The so-called "linear" and "particle-shaped" conductive agents are the author's image, and may not be described in this way academically.
"Linear" conductive agents are used, mainly VGCF (carbon fiber) and CNTs (carbon nanotube), metal nanowires, etc. at present. They have a diameter of several nanometers to tens of nanometers, and a length of more than tens of micrometers or even a few centimeters, while the size of the currently commonly used "particle-shaped" conductive agents (such as SuperP, KS-6) is generally tens of nanometers. The size is a few microns. In the pole piece composed of "particle-shaped" conductive agent and active material, the contact is similar to the point-to-point contact, and each point can only contact the surrounding points; in the pole piece composed of "linear" conductive agent and active material, It is the point-to-line, line-to-line contact, each point can be in contact with multiple lines at the same time, and each line can also be in contact with multiple lines at the same time. Even better. Using a combination of different types of conductive agents can play a better conductive effect. How to choose the conductive agent is a problem worth exploring for battery production.
Possible effects of using "linear" conductive agents such as CNTS or VGCF are:
(1) Лінійний струмопровідний агент до певної міри покращує ефект зчеплення та покращує гнучкість та міцність стовпа;
(2) Зменште кількість провідного агента (пам’ятайте, що повідомлялося, що ефективність провідності CNTS в 3 рази перевищує провідні речовини звичайних частинок тієї ж маси (ваги)), у поєднанні з (1) кількість клей також може бути зменшений, а вміст активних речовин – збільшуватися;
(3) Покращення поляризації, зниження контактного опору та покращення продуктивності циклу;
(4) Провідна мережа має багато контактних вузлів, мережа є досконалішою, а швидкість роботи краща, ніж у звичайного провідного агента; покращено тепловідведення, що дуже важливо для високошвидкісних батарей;
(5) Поглинання покращено;
(6) Ціни на матеріали вищі, а витрати зростають. Для 1 кг електропровідного агента зазвичай використовуваний SUPERP становить лише десятки юанів, VGCF становить близько двох або трьох тисяч юанів, а CNTS трохи вище, ніж VGCF (коли кількість додавання становить 1 відсоток, 1 кг CNT розраховується як 40 00 юанів, приблизно на 0,3 юаня за годину);
(7) Питома поверхня CNTS, VGCF тощо висока. Як розігнати - це проблема, яку потрібно вирішувати під час використання. В іншому випадку продуктивність диспергування не є хорошою. Можна використовувати ультразвукове диспергування та інші засоби. Є виробники ВНТ, які пропонують дисперсні струмопровідні рідини.
2. Покращення ефекту дисперсії
Якщо ефект дисперсії хороший, ймовірність контакту з частинками агломерації буде значно зменшена, а стабільність суспензії буде значно покращена. Ефект диспергування можна до певної міри покращити завдяки вдосконаленню формули та етапів дозування, а ультразвукове диспергування, згадане вище, також є ефективним методом.
3. Покращити процес перенесення шламу
Зберігаючи суспензію, розгляньте можливість збільшення швидкості перемішування, щоб суспензія не була липкою; для тих, хто використовує оборотне відро для переміщення суспензії, максимально скоротіть час від вивантаження до нанесення покриття та перейдіть на транспортування по трубопроводу, якщо це можливо, щоб покращити в’язкість суспензії.
4. Використання екструзійного покриття (розпилення)
Екструзійне покриття може покращити текстуру поверхні та нерівномірну товщину покриття лез, але обладнання є дорогим і вимагає більш високої стабільності суспензії.
