چگونه مشکل یکنواختی پوشش باتری LiFePO4 را حل کنیم؟

LiFePO4به دلیل ضریب انتشار پایین از نظر هدایت الکتریکی ضعیف استیون لیتیوم. رویکرد فعلی کوچکتر کردن ذرات یا حتی در مقیاس نانو است. از طریق کوتاه کردن مسیر مهاجرت لی+ و الکترون‌ها، سرعت شارژ و دشارژ افزایش می‌یابد (از لحاظ نظری، زمان مهاجرت با مجذور مسیر مهاجرت نسبت معکوس دارد). اما این یک سری مشکلات دشوار را برای پردازش باتری به همراه دارد. بیایید نگاهی بهچگونه مشکل را حل کنیم از یکنواختی پوشش باتری لیتیوم فسفات آهن.

پوشش ناهموارLiFePO4 باترینه تنها باعث پایداری ضعیف باتری می شود، بلکه بر طراحی و ایمنی استفاده نیز تأثیر می گذارد. بنابراین در طول فرآیند تولید آن، یکنواختی پوشش در ساخت باتری لیتیومی به شدت کنترل می شود. افرادی که در فرآیند فرمولاسیون و پوشش‌دهی فعالیت می‌کنند می‌دانند که هرچه ذرات مواد کوچک‌تر باشد، انجام پوشش یکنواخت دشوارتر است.

دوغاب الکترودمتعلق بهس به سیالات تیکسوتروپیک در سیالات غیر نیوتنی، ویژگی این نوع سیال غلیظ است حتی زمانی که جامد باشد.باقی می ماندس ثابت است، اما پس از هم زدن، رقیق شده و به راحتی روان می شود. رابمنگرفتن عامل ساختار خطی یا شبکه ای در حالت زیر میکروسکوپی است، این ساختارها هنگام هم زدن از بین می روند، نقدینگی خوب می شود، اما پس از ثابت ماندن، نقدینگی به دلیل اصلاح ساختارها بد می شود. ترکیب مجدد LiFePO4 خوب است، در زیر جرم یکسان، تعداد ذرات افزایش می یابد تا آنها را در کنار هم قرار دهند تا یک شبکه رسانا موثر تشکیل شود، مقدار عامل رسانا مورد نیاز نیز افزایش می یابد. هنگامی که اندازه ذرات کوچک است و مقدار عامل رسانا افزایش می یابد، مقدار مورد نیاز استبمنگرفتنعامل نیز افزایش می یابد. هنگام ایستادن، تشکیل یک ساختار شبکه آسان تر است و سیالیت آن استworسونسبت به مواد معمولی

در طول فرآیند خارج کردن دوغاب از مخلوط کن به پوشش، بسیاری از تولیدکنندگان هنوز از انتقال سطل چرخش استفاده می کنند، دوغاب هم زده نمی شود یانهدر این فرآیند در درجه های پایین به شدت هم زده می شود، سیالیت دوغاب تغییر می کند و به تدریج غلیظ می شود، به طوری که شبیه ژله می شود. سیالیت خوب نیست، در نتیجه یکنواختی پوشش خوب نیست،که توسط افزایش ورق قطب سطحتحمل چگالی، توپوگرافی سطح خوب نیست.

بهبود اساسی از مواد است، مانند افزایش رسانایی ذرات، کروی شدن ذرات و غیره. ممکن است در مدت زمان کوتاهی اثر محدودی وجود داشته باشد. با توجه به مواد موجود، از منظر پردازش باتری، می توان از جنبه های زیر به بهبود اقدام کرد.

1.از یک عامل رسانای "خطی" استفاده کنید.

عامل رسانای به اصطلاح "خطی" یا "گرانول" تصویر نویسنده است که ممکن است با اصطلاحات آکادمیک توصیف نشود.

از عامل رسانای خطی استفاده می شود که عمدتاً VGCF (فیبر کربن)، CNTS هستند. (نانولوله های کربنی)، نانوسیم های فلزی و غیره. قطر آنها از چند نانومتر تا ده ها نانومتر، طول ده ها میکرون یا حتی چند سانتی متر، و عامل رسانای دانه ای رایج (مانند SuperP، KS-6) است. ) اندازه به طور کلی در ده ها نانومتر است، اندازه مواد باتری چند میکرون است.تماس از ورق قطبکهتشکیل شودس از یک عامل رسانای "گرانول" و یک ماده فعال است مانند تماس نقطه به نقطه، هر نقطه فقط می تواند با نقاط اطراف تماس داشته باشد;تماس از ورق قطبکهتشکیل شوداس از"لدرونی” عامل رسانا و ماده فعال استنقطه-به-خط، خط-به-خط تماس، هر نقطه می تواند باشدتماس بگیریدتددر همان زمان وتوسطبسیاری از خطوط، هر خط می تواندهمچنینتماس بگیرید با بسیاری از خطوطدر همان زمانهرچه قسمت تماس بیشتر باشد کانال رسانا بهتر خواهد بود. استفاده از انواع اشکال مختلف ترکیبات عامل رساناخواهد داشت هدایت الکتریکی بهتر

اثرات احتمالی استفاده از یک عامل رسانای "خطی" مانند CNTS یا VGCF عبارتند از:

(1) عامل رسانای خطی می تواند اثر پیوند و انعطاف پذیری و استحکام ورق قطب را تا حد معینی بهبود بخشد.  

(2) مقدار عامل رسانا را کاهش دهید (به یاد داشته باشید که گزارش شده است که راندمان رسانایی CNTS 3 برابر عامل رسانای ذرات معمولی با جرم (وزن) یکسان است) و (1)  

مقدار چسب نیز ممکن است کاهش یابد، محتوای مواد فعال را می توان افزایش داد.  

(3) بهبود پلاریزاسیون، کاهش امپدانس تماس و بهبود عملکرد چرخه.  

(4) شبکه رسانا گره های تماس بیشتری دارد، شبکه کامل تر است و عملکرد سرعت بهتر از عامل رسانای معمولی است. تیعملکرد اتلاف گرما بهبود یافته است که برای بالا بسیار معنادار استنرخ برابری باتری ها.  

(5) عملکرد جذب بهبود یافته است.  

(6) قیمت مواد بالاتر و افزایش هزینه ها. 1 کیلوگرم عامل رسانا، معمولا استفاده می شود SUPERP تنها ده هاوuan، VGCF حدود دو یا سه هزار استوuan، CNTSاست سکمی بالاتر از VGCF (1KgCNTs در 4000ووان با 1% اضافه، تقریباً 0.3وهزینه آن به ازای هر ق خواهد شد افزایش)؛  

(7 )CNTS، VGCF و سایر سطوح خاص بالا هستند، بنابراین نحوه پراکندگی آنها مشکلی است که باید در استفاده حل شود، در غیر این صورت اگر پراکندگی خوب نباشد عملکرد عالی نخواهد بود.  

تلنگر. می توان از پراکندگی اولتراسونیک و وسایل دیگر استفاده کرد. برخی از تولیدکنندگان CNT ها محلول رسانای پراکنده ارائه می کنند.

2. بهبود اثر پراکندگی

برای دوغاب با اثر پراکندگی خوب، احتمال تجمع ذرات در تماس تا حد زیادی کاهش می یابد و پایداری دوغاب تا حد زیادی بهبود می یابد. اثر پراکندگی را می توان با بهبود فرمول و مراحل بچینگ تا حدی بهبود بخشید و پراکندگی اولتراسونیک که در بالا ذکر شد نیز یک روش موثر است.

3. بهبود فرآیند انتقال دوغاب  

هنگامی که دوغاب ذخیره می شود، می توان برای جلوگیری از ویسکوزیته دوغاب، سرعت هم زدن را افزایش داد.اگر دوغاب توسط سطل گردش، زمان پوشش را کوتاه کنید تا آنجا که ممکن است،استفاده کنید را حمل و نقل خط لوله اگر شرایط اجازه دهدبهبود ویسکوزیته پدیده دوغاب.

4. پوشش اکستروژن (پاشش)  

پوشش اکستروژن می تواند دانه سطح پوشش تیغه، ضخامت را بهبود بخشدعدم یکنواختی پدیده، اما قیمت تجهیزات بالاتر است، ثبات استنیازاز دوغاب استهمچنینبالاتر