Phân tích mối tương quan giữa điện trở của điện cực lithium và lực nén của con lăn

Hình 2. Biểu đồ xu hướng điện trở của tấm cực trước và sau các áp lực khác nhau của cuộn cực dương và âm

Thông qua quan sát SEM mặt cắt ngang của ba tấm cực than chì với mật độ nén khác nhau, có thể thấy rằng với sự gia tăng của áp suất con lăn, cấu trúc sắp xếp ngang ban đầu của các tấm than chì có xu hướng được sắp xếp song song. Đối với vật liệu than chì, cấu trúc tinh thể của nó bao gồm sự sắp xếp song song của lớp tấm lục giác carbon, được chia thành mặt phẳng và bề mặt cuối, hầu hết các ion lithium được nhúng vào lớp than chì từ bề mặt cuối. Ngoài ra, các nguyên tử carbon giữa lớp than chì được kết hợp với ba electron có liên kết cộng hóa trị của lai hóa SP2 và một electron π còn lại có thể di chuyển tự do để có độ dẫn điện tử tốt, nhưng nó có tính dị hướng đáng kể và có độ dẫn điện tử tốt dọc theo hướng cấp, 

Do đó, khi tấm điện cực than chì đi qua áp suất con lăn, sẽ có nhiều mặt phẳng song song với bề mặt tấm điện cực hơn, điều này sẽ làm cho dòng điện vuông góc với tấm điện cực được áp dụng trong quá trình kiểm tra điện trở của tấm điện cực khó xuyên qua lớp phủ của tấm điện cực hơn theo chiều dọc, do đó lực cản sẽ tăng lên cùng với sự gia tăng của áp lực con lăn. Mặt khác, khi mật độ nén tăng lên, sự tiếp xúc giữa các hạt than chì và các hạt chất dẫn điện trở nên buồng dày đặc hơn, làm giảm điện trở và hai cặp ảnh hưởng đến điện trở của tấm điện cực. Do đó, ảnh hưởng của quá trình ép con lăn thực tế đến điện trở của tấm cực là rất phức tạp, cần được phân tích kết hợp với các đặc điểm hình thái vật liệu cụ thể và cấu trúc vi mô của tấm cực. Một mặt, điện trở kháng điện cực có thể được phân tích bằng các đặc tính truyền điện tử kết hợp với cấu trúc vi mô; mặt khác, kiểm tra điện trở điện cực có thể mô tả tính đồng nhất của cùng một nhóm điện cực để đánh giá tính đồng nhất của điện trở.

Hình 3. Sơ đồ mặt cắt của tấm điện cực than chì với các mật độ nén khác nhau

Hình 4. Sơ đồ cấu trúc và hình thái tinh thể than chì¹

Đối với ba bộ điện cực dương, điện trở đo được của các điện cực sau áp suất cuộn áp suất nhỏ hơn lớn hơn điện trở tấm cực trước áp suất cuộn. Như đã mô tả ở trên, độ dẫn điện tử của tấm điện cực chủ yếu được hình thành do sự dẫn điện tử giữa các hạt chất dẫn điện, trong quá trình chuẩn bị bùn, chất dẫn điện phân tán đều trong dung môi, tạo thành mạng truyền điện tử 3 d liên kết tốt hơn, quá trình sấy và phủ tiếp theo, Chất dẫn điện Cấu trúc mạng 3 D duy trì khả năng kết nối tốt, mặc dù tiếp xúc kém giữa các hạt hoạt động nhưng mạng lưới chất dẫn điện làm cho điện cực có độ dẫn điện tử tốt, điện trở thấp. Mạng truyền dẫn điện tử của tác nhân dẫn điện bị hỏng ở áp suất con lăn thấp hơn, dẫn đến tăng điện trở cực. Kết hợp với ba áp suất con lăn khác nhau của bản đồ địa hình bề mặt điện cực ternary và sơ đồ phân bố cacbon bề mặt có thể suy ra rằng sau áp suất con lăn, các phân tử cacbon dẫn điện được phủ trên bề mặt của các hạt hoạt động có thể không tạo ra áp suất cuộn lực cắt bên, bị ngắt kết nối giữa các chất dẫn điện các hạt, không thể dẫn điện tử, vì vậy điện trở sẽ được so sánh trước khi điện trở của tấm lăn tăng lên.

Ngoài ra, điều này cũng có thể liên quan đến độ nhám giảm liên tục của bề mặt tấm cực, như thể hiện trong Hình 5. Bởi vì điện trở được đo bằng nguyên tắc kiểm tra điện trở điện cực của đầu dò trên và dưới chắc chắn chứa điện trở tiếp xúc giữa tấm trên và tấm cực. các điện cực thấp hơn và bề mặt điện cực, nếu độ nhám của bề mặt điện cực trở nên nhỏ hơn, thì sự tiếp xúc giữa điện cực thử nghiệm và bề mặt điện cực trở nên kém hơn và điện trở tiếp xúc trở nên lớn, do đó tổng điện trở đo được sẽ lớn.

Khi áp suất con lăn tăng hơn nữa, các hạt hoạt động được nén chặt hơn và các hạt carbon dẫn điện tiếp xúc chặt chẽ với nhau, tạo thành mạng 3 D được kết nối lại, do đó điện trở cực giảm. Do đó, áp suất con lăn của tấm cực dương cần đảm bảo áp suất con lăn lớn hơn, nếu không áp suất con lăn nhẹ sẽ phá hủy mạng dẫn điện, tăng điện trở điện cực, không có lợi cho hiệu suất của pin. Ngoài ra, khi kiểm tra điện trở tấm điện cực của tấm điện cực dương, nên giữ trạng thái bề mặt của tấm điện cực càng xa càng tốt, để so sánh ảnh hưởng của các công thức quy trình khác nhau đối với điện trở của tấm điện cực,

Hình 5. Xu hướng độ nhám bề mặt của ba tấm điện cực dương

Hình 6. EM bề mặt và sự phân bố carbon của ba tấm ternary

3. Tóm tắt

Trong bài báo này, điện trở của các tấm điện cực dương và âm với mật độ cuộn khác nhau đã được mô tả, và người ta thấy rằng điện trở của các điện cực dương và âm thay đổi khi mật độ cuộn tăng lên. Giá trị cực đại liên quan đến hướng của mảnh cực, trong khi điện trở của điện cực dương trước tiên tăng rồi giảm khi lăn, điều này liên quan đến đường vận chuyển điện tử của mạng ba chiều của chất dẫn điện của cực mảnh và độ nhám của bề mặt. Do đó, khi sử dụng phương pháp điện trở của miếng cực để đánh giá sự khác biệt về độ dẫn điện của miếng cực dương và cực âm và tính đồng nhất của độ dẫn,

4. Tài liệu tham khảo