Phương pháp điện trở điện cực được sử dụng để đánh giá tính đồng nhất của lớp phủ 0f trên bề mặt AB của mảnh cực
pin lithium-ionlà một hệ thống toàn diện được lắp ráp từ các điện cực âm và dương, chất phân tách và chất điện phân. Khi pin hoạt động, các electron và ion được vận chuyển trong cấu trúc vi mô của các điện cực, và một loạt các phản ứng hóa học và điện hóa xảy ra. Do đó, Độ dẫn điện của miếng cực và tính đồng nhất của mạng dẫn điện là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của pin. Đối với quy trình phủ mảnh cực, hiện nay hầu hết chúng là lớp phủ một lớp hai mặt. Sau khi hoàn thành lớp phủ mặt A, lớp phủ mặt B được thực hiện.
Phương pháp đánh giá tính đồng nhất của lớp phủ trên cả hai mặt chủ yếu sử dụng phép đo độ dày hoặc mật độ bề mặt, nhưng khi lớp vữa thay đổi đến một mức độ nhất định do sự khác biệt về thời gian phủ, độ đồng đều dẫn điện của bề mặt AB cũng có thể khác nhau. Làm thế nào để đánh giá toàn diện hơn về độ đồng đều của mảnh cực hai mặt là chìa khóa để giám sát chất lượng của mảnh cực¹. Trong bài báo này, phương pháp điện trở của tấm cực được sử dụng để thử các phương pháp kiểm tra khác nhau để phân biệt sự khác biệt giữa bề mặt AB và cuối cùng, phương pháp đo lường có thể phân biệt hiệu quả sự khác biệt đã được làm rõ, có thể được sử dụng để đánh giá tính nhất quán của lớp phủ và quy trình cán, đồng thời giúp kiểm soát chất lượng quy trình sản xuất tế bào.
Hình 1. Cuộn mảnh cực hai mặt
1. Thiết Bị Thí Nghiệm Và Phương Pháp Thí Nghiệm
1.1Thiết bị thí nghiệm:model BER1300 (IEST), đường kính điện cực là 14mm và thiết bị được thể hiện trong Hình 2 (a) và 2 (b).
Hình 2. (a) Sự xuất hiện của BER1300; (b) Cấu trúc của BER1300
1.2 Phương pháp kiểm tra: Đặt đoạn cực cần kiểm tra giữa hai điện cực của máy đo điện trở đoạn cực, đặt các thông số áp suất thử và thời gian dừng trên phần mềm MRMS, bắt đầu kiểm tra và phần mềm sẽ tự động đọc dữ liệu như độ dày, điện trở của đoạn cực. , điện trở suất và độ dẫn điện.Mỗi đoạn cực được chọn ngẫu nhiên từ các vị trí khác nhau để thử nghiệm và hệ số biến thiên COV (Coworthy of Variation) được tính theo công thức (1). COV càng lớn thì độ đồng đều của mảnh cực càng kém.
2. Đánh Giá Tầm Quan Trọng Của Độ Đồng Nhất Lớp Phủ Bề Mặt AB
2.1 Những Lý Do Có Thể Cho Sự Khác Biệt Về Lớp Sơn Phủ Ngoài AB
Giai đoạn quy trình phủ bao gồm nhiều thông số quy trình, mỗi thông số ảnh hưởng khác nhau đến chi tiết cực được phủ. Ví dụ, các thông số đặc trưng của bùn, bùn điện cực là các hạt rắn hoạt động ở quy mô micron, các hạt chất dẫn điện ở quy mô nano lơ lửng trong dung dịch chất kết dính, các hạt rắn chịu tác dụng của trọng lực, lực chuyển động Brown, độ nổi, v.v., có sự lắng đọng, chuyển động Brown ngẫu nhiên, quá trình kết tụ-khử trùng hợp và các quá trình chuyển động khác, do đó trạng thái phân bố của chất dẫn điện bùn, các hạt hoạt động và sự tương tác giữa chúng chắc chắn sẽ thay đổi, điều này sẽ ảnh hưởng đến tính đồng nhất của lớp phủ. Do đó, trong quá trình phủ, có thể có sự khác biệt về hướng chiều dài của mảnh cực và bề mặt AB, chẳng hạn như mật độ bề mặt không nhất quán,
Đồng thời, trong quá trình làm khô lớp phủ ướt điện cực, khi quá trình làm khô dung môi di chuyển đến bề mặt của miếng cực, các hạt chất kết dính và chất dẫn điện hòa tan trong dung môi có thể di chuyển cùng với sự bay hơi của dung môi, gây ra chất kết dính nổi và dẫn điện. Sự phân bố của tác nhân cũng không đồng đều, đặc biệt là sau khi bề mặt A được phủ và sấy khô, quá trình phủ bề mặt B được thực hiện. Khi các thông số sấy khô của bề mặt B giống với thông số của bề mặt A, do ảnh hưởng của lớp phủ bề mặt A, lớp phủ ướt của mảnh cực bề mặt B. Trạng thái và tốc độ sấy khô có thể khác nhau, dễ dẫn đến đến sự khác biệt trên bề mặt AB, đặc biệt là trạng thái phân bố của chất kết dính và chất dẫn điện,
2.2 Ảnh hưởng của sự khác biệt về lớp phủ bề mặt AB đối với hiệu suất
Sự khác biệt về lớp phủ bề mặt AB chắc chắn sẽ dẫn đến tính nhất quán kém của pin, đặc biệt là sự khác biệt về lớp phủ bề mặt AB có thể dẫn đến các vấn đề sau: (1) Mật độ của hai bề mặt không nhất quán hoặc tỷ lệ sử dụng vật liệu hoạt động không nhất quán do sự khác biệt về độ dẫn điện, dẫn đến bề mặt AB thực tế. Tỷ lệ công suất N/P của các điện cực âm và dương là khác nhau, có thể xảy ra hiện tượng lithium không lắng đọng ở một bên và lithium sẽ lắng đọng ở phía bên kia; (2) Do sự khác biệt về độ dẫn điện của mặt AB, mức độ quang điện hoặc trạng thái điện tích ở hai mặt của pin là khác nhau. Trong chu kỳ dài hạn, sự tích tụ lâu dài của các ứng suất khác nhau trên bề mặt AB sẽ gây ra các vết nứt trên mảnh cực, và lớp phủ sẽ rơi ra và thất bại. Do đó, việc đánh giá tính đồng nhất và khác biệt của sơn phủ AB có ý nghĩa rất lớn.
3. Phân tích dữ liệu
3.1 Giới thiệu năm phương pháp thử
Để đánh giá độ đồng nhất của lớp phủ mặt AB của miếng sào hai mặt, chúng tôi sử dụng 5 phương pháp thử như trong Hình 3, trong đó phương pháp 1 và 2 là đặt mặt trước và mặt sau của miếng sào vào giữa. của các điện cực thử nghiệm trên và dưới, và phương pháp 3 và 4 Các miếng điện cực được gấp ngược chiều nhau và đặt ở giữa các điện cực thử nghiệm trên và dưới. Phương pháp 5 dựa trên phương pháp 4. Cắt đường gấp để ngắt kết nối các miếng điện cực ở các góc, sau đó đặt chúng vào giữa điện cực thử nghiệm trên và dưới. Phân tích tổng điện trở được đo bằng năm phương pháp thử nghiệm.
Đường truyền dòng điện và công thức tính toán được thể hiện trong Hình 3, bao gồm điện trở của chính lớp phủ bên A hoặc B, điện trở của chính lá kim loại, điện cực thử nghiệm và lớp phủ bên A hoặc B Điện trở tiếp xúc của lớp, lớp phủ đến- điện trở tiếp xúc của lá và điện trở tiếp xúc giữa lớp phủ với lớp phủ. Khi bỏ qua sự khác biệt nhỏ giữa lớp phủ bề mặt AB và trạng thái bề mặt của các điện cực trên và dưới, về mặt lý thuyết có thể suy ra từ các công thức tính toán của từng phương pháp rằng không có sự khác biệt đáng kể giữa Chế độ 1 và Chế độ 2, và sự khác biệt giữa Chế độ 3 và Chế độ 4 chủ yếu đến từ lớp phủ bề mặt A hoặc B. Do dòng điện áp dụng chạy nhiều hơn trong hai phương pháp thử nghiệm nên nó sẽ chọn xuyên qua lá có độ dẫn điện tốt hơn.
Hình 3. Sơ đồ năm phương pháp kiểm tra mảnh cực hai mặt và công thức tính điện trở lý thuyết
3.2 Điện cựcrsự tồn tạitPhía đôngTÔINFtôi cóTRONGvâng
Chọn các điện cực dương và âm hai mặt tương ứng để kiểm tra điện trở của điện cực theo năm cách trên. Sử dụng 25MPa để kiểm tra áp suất, giữ áp suất trong 15 giây và kiểm tra 5 điểm song song trong mỗi nhóm. Kết quả được thể hiện trong Hình 4. Xem xét rằng có thể có một số khác biệt trong sự phân bố đồng đều tổng thể của các miếng cực, các giá trị điện trở được đo bằng hai cách đầu tiên đặt các miếng cực ở phía trước và sau có thể được coi là không có sự khác biệt , trong khi hai cách gấp A úp và gập B ngửa, Có sự khác biệt đáng kể về giá trị điện trở và sự khác biệt giữa hai phương pháp chủ yếu đến từ sự khác biệt của bản thân lớp phủ A và B. Khi đường gấp được cắt, có thể thấy rõ từ Hình 4(b) và (d) rằng tổng điện trở tăng hơn hai lần, điều này phù hợp với giải thích lý thuyết. Tại thời điểm này, dòng điện tiếp tục được áp dụng sau khi xuyên qua lá kim loại. Dọc theo lớp phủ bên dưới để đến điện cực thấp hơn. Do đó, khi đánh giá tính nhất quán của lớp phủ của các tấm điện cực dương và âm AB, điện trở của tấm điện cực có thể được kiểm tra bằng cách gập mặt trước và mặt sau của tấm điện cực.
Hình 4. Biểu đồ so sánh điện trở điện cực sử dụng năm phương pháp kiểm tra đối với điện cực dương và âm
4. Kết luận
Trong bài báo này, cácMáy đo điện trở tấm điện cực sê-ri BERcủa Yuanneng Technology được sử dụng để so sánh sự khác biệt về điện trở của các tấm điện cực dương và âm trong các phương pháp thử nghiệm khác nhau. Kết hợp phân tích lý thuyết và dữ liệu đo thực tế, người ta thấy rằng khi sử dụng tấm điện cực dương và âm để thử nghiệm, nó có thể được sử dụng để Phân biệt sự khác biệt giữa mặt AB của miếng cực được phủ hai mặt, phương pháp này có thể được sử dụng để đánh giá tính nhất quán của quá trình phủ và cán, đồng thời giúp kiểm soát chất lượng của quy trình sản xuất tế bào.
Người giới thiệu
1. Lãng Bằng, Nhậm Kiến. Suy nghĩ về việc phát triển thiết bị xử lý chính cho pin năng lượng lithium-ion ở nước tôi [J]. Thiết bị đặc biệt cho ngành công nghiệp điện tử. 2009(11): 23-26.
2. Mohit Bajaj, Ravi Prakash, Matteo Pasquali. Một nghiên cứu tính toán về ảnh hưởng của độ nhớt đối với dòng phủ khe của dung dịch polyme loãng[J]. J. Cơ chất lỏng phi Newton. 2008 (149): 104–123