Hoe het probleem van de uniformiteit van de coating van een lithiumijzerfosfaatbatterij op te lossen?
De ongelijkmatige coating van lithium-ijzerfosfaatbatterijen veroorzaakt niet alleen een slechte batterijconsistentie, maar betreft ook zaken als ontwerp en gebruiksveiligheid.
Daarom is de controle van de uniformiteit van de coating zeer strikt in het productieproces van lithiumijzerfosfaatbatterijen. Degenen die de formule en het coatingproces kennen, weten dat hoe kleiner de materiaaldeeltjes, hoe moeilijker het is om een uniforme coating uit te voeren. Wat het mechanisme betreft, heb ik nog geen relevante verklaring gezien. Aangenomen wordt dat de coatinglijn wordt veroorzaakt door de niet-Newtoniaanse vloeistofeigenschappen van de elektrodepasta.
De elektrodeslurry moet een thixotrope vloeistof zijn in een niet-Newtonse vloeistof, die in rust wordt gekenmerkt door stroperige of zelfs vaste toestand, maar die na roeren dun en gemakkelijk te vloeien wordt. Bindmiddelen zijn lineaire of netwerkstructuren in de submicroscopische toestand. Wanneer ze worden geagiteerd, worden deze structuren vernietigd en is de vloeibaarheid goed. Na rust worden ze opnieuw-gevormd en wordt de vloeibaarheid slecht. Lithium-ijzerfosfaatdeeltjes zijn klein. Onder dezelfde massa neemt het aantal deeltjes toe. Om ze te verbinden tot een effectief geleidend netwerk, neemt de benodigde hoeveelheid geleidend middel dienovereenkomstig toe. Naarmate de deeltjes kleiner zijn en de hoeveelheid geleidend middel toeneemt, neemt ook de benodigde hoeveelheid bindmiddel toe. Als je staat, is het gemakkelijker om een netwerkstructuur te vormen en is de vloeibaarheid slechter dan die van conventionele materialen.
Tijdens het verwijderen van de slurry uit het roerwerk naar het coatingproces, gebruiken veel fabrikanten nog steeds de omloopbak om de slurry over te brengen. Tijdens het proces wordt de suspensie niet geroerd of is de roerintensiteit laag, en de vloeibaarheid van de suspensie verandert en wordt geleidelijk viskeus. Zoals gelei. De vloeibaarheid is niet goed, wat resulteert in een slechte uniformiteit van de coating, wat zich manifesteert als een toename van de dichtheidstolerantie van het poolstuk en een slechte oppervlaktemorfologie.
De basis is om het materiaal te verbeteren, zoals het verhogen van de elektrische geleidbaarheid, het vergroten van de deeltjes, het bolvormig maken van de deeltjes, enz., en het effect kan in korte tijd worden beperkt. Op basis van de bestaande materialen, vanuit het perspectief van batterijverwerking, kunnen de volgende manieren worden geprobeerd om te verbeteren:
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) Het lineaire geleidende middel verbetert tot op zekere hoogte het hechteffect en verbetert de flexibiliteit en sterkte van het poolstuk;
(2) Verminder de hoeveelheid geleidend middel (vergeet niet dat het is gemeld dat de geleidende efficiëntie van CNTS 3 keer die van conventionele deeltjes geleidende middelen met dezelfde massa (gewicht) is), in combinatie met (1), de hoeveelheid van lijm kan ook worden verminderd en het gehalte aan werkzame stoffen kan worden verhoogd;
(3) Verbeter de polarisatie, verminder de contactweerstand en verbeter de cyclusprestaties;
(4) Het geleidende netwerk heeft veel contactknooppunten, het netwerk is perfecter en de snelheidsprestaties zijn beter dan die van het conventionele geleidende middel; de prestaties van de warmteafvoer zijn verbeterd, wat zeer zinvol is voor batterijen met een hoge snelheid;
(5) De absorptieprestaties zijn verbeterd;
(6) Materiaalprijzen zijn hoger en kosten stijgen. Voor geleidend middel van 1 kg is de veelgebruikte SUPERP slechts tientallen yuan, VGCF is ongeveer twee- of drieduizend yuan en CNTS is iets hoger dan VGCF (wanneer de toegevoegde hoeveelheid 1 procent is, wordt 1KgCNTs berekend op 40 00 yuan, ongeveer een stijging van 0,3 yuan per Ah);
(7) Het specifieke oppervlak van CNTS, VGCF, enz. is hoog. Hoe te verspreiden is een probleem dat in gebruik moet worden opgelost. Anders zijn de dispergeerprestaties niet goed. Ultrasone dispersie en andere middelen kunnen worden gebruikt. Er zijn CNT-fabrikanten die gedispergeerde geleidende vloeistoffen leveren.
2. Verbeter het dispersie-effect:
Als het dispersie-effect goed is, zal de kans op agglomeratie van deeltjescontact aanzienlijk worden verminderd en zal de stabiliteit van de suspensie aanzienlijk worden verbeterd. Het dispersie-effect kan tot op zekere hoogte worden verbeterd door de formule en batchingstappen te verbeteren, en de hierboven genoemde ultrasone dispersie is ook een effectieve methode.
3. Verbeter het drijfmestoverdrachtsproces
Overweeg bij het bewaren van de slurry de roersnelheid te verhogen om te voorkomen dat de slurry plakkerig wordt; voor degenen die een omkeerbak gebruiken om de slurry over te brengen, de tijd tussen het lossen en coaten zo veel mogelijk verkorten, en indien mogelijk overschakelen op transport via pijpleidingen om de viscositeit van de slurry te verbeteren.
4. Extrusiecoating gebruiken (spuiten)
Extrusiecoating kan de oppervlaktetextuur en ongelijkmatige dikte van de bladcoating verbeteren, maar de apparatuur is duur en vereist een hogere stabiliteit van de slurry.
