Kiểm tra điện trở thông số Cơ sở ion

Việc đánh giá tính đồng nhất của lớp phủ của các điện cực dương và âm là một mục giám sát quan trọng trong quy trình sản xuất pin. Nếu độ đồng đều của các tấm điện cực sau khi phủ hoặc cán kém, nó sẽ ảnh hưởng đáng kể đến tính nhất quán về hiệu suất của các ô phía sau. Hiện tại, phương pháp thường được sử dụng để đánh giá tính đồng nhất của lớp phủ của miếng cực chủ yếu là theo dõi độ dày, chất lượng và điện trở, trong số việc lựa chọn các thông số kiểm tra điện trở của tấm điện cực (điện trở màng), chẳng hạn như áp suất thử và thời gian giữ áp suất. , cực kỳ quan trọng đối với tính ổn định của kết quả đo, bài báo này đề xuất một tham số thử nghiệm phù hợp hơn dựa trên dữ liệu thử nghiệm cụ thể về điện trở của tấm điện cực, để đảm bảo độ chính xác và ổn định của dữ liệu thử nghiệm.

Hình 1. Sơ đồ kiểm tra điện trở mảnh cực

1. thiết bị phòng thí nghiệm

Model thiết bị: BER2500 (IEST), đường kính điện cực 14mm. Thiết bị được thể hiện trong Hình 2(a) và 2(b).

2. Phân tích dữ liệu

Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra độ dày và điện trở tại chỗ trên các điện cực dương và âm sau khi lăn dưới các áp suất khác nhau (5-60MPa), như thể hiện trong Hình 3. Từ hình có thể thấy rằng với sự gia tăng của áp suất thử nghiệm, điện trở của các điện cực dương và âm giảm liên tục và độ dày tối đa của điện cực dương thay đổi khoảng 4 μm và độ dày tối đa của điện cực âm thay đổi khoảng 25 μm. Trong quá trình thử nghiệm, cần không làm ảnh hưởng đến trạng thái của mẫu thử nghiệm càng nhiều càng tốt, đồng thời, cần đảm bảo rằng điện cực thử nghiệm tiếp xúc gần với mẫu. Do đó, chúng tôi khuyên rằng áp suất thử nghiệm của miếng điện cực dương là 25MPa và của miếng điện cực âm được chọn là 5MPa.

Hình 3. Kết quả kiểm tra điện trở và độ dày của điện cực dương và âm trong các điều kiện áp suất khác nhau

Tiếp theo, chúng tôi khám phá thêm về thời gian giữ áp suất thích hợp và kiểm tra dữ liệu điện trở và độ dày của các điện cực dương và âm dưới cùng một áp suất trong 100 giây liên tục, như thể hiện trong Hình 4. Từ hình có thể thấy rằng khi giữ thời gian tăng lên, điện trở của các điện cực dương và âm giảm liên tục và độ dày tối đa của điện cực dương thay đổi không quá 1 μm và độ dày tối đa của điện cực âm thay đổi khoảng 1,5 μm. Trong quá trình thử nghiệm, cần rút ngắn thời gian thử nghiệm càng nhiều càng tốt, nâng cao hiệu quả thử nghiệm, đồng thời đảm bảo tính ổn định của dữ liệu thử nghiệm. Do đó, chúng tôi khuyên bạn nên chọn thời gian giữ áp suất của các điện cực dương và âm là 15 giây.

Hình 4. Kết quả kiểm tra điện trở và độ dày của điện cực âm và dương trong các điều kiện thời gian giữ khác nhau

Sử dụng các điều kiện thử nghiệm trên, chúng tôi đã chọn 10 miếng cực dương để tiến hành phân tích MSA trên thiết bị. Vì mỗi vị trí của mảnh cực không thể được sử dụng lại sau khi thử nghiệm nên đây là một thử nghiệm phá hủy. Chúng tôi đã chọn nghiên cứu GR&R lồng nhau và kết quả được hiển thị trong Hình 5, cho thấy độ lặp lại và khả năng phân biệt của thiết bị ở mức tuyệt vời.

Hình 5. Phân tích GR&R của Máy đo điện trở tấm điện cực

3. Tóm tắt

Thông qua việc khám phá các thông số thử nghiệm (áp suất và thời gian giữ) của điện trở điện cực, chúng tôi đề xuất 25MPa cho điện cực dương, 5MPa cho điện cực âm và thời gian giữ là 15 giây cho cả hai, độ lặp lại và khả năng phân biệt của dữ liệu điện trở thu được từ bài kiểm tra trong điều kiện này đạt mức xuất sắc.

4. Tài liệu tham khảo

1.Serena W. Peterson và Dean R. Wheeler, Phép đo trực tiếp vận chuyển điện tử hiệu quả trong các điện cực Li-Ion xốp. Tạp chí Hiệp hội Điện hóa, 161 (14) A2175-A2181 (2014).

2.Hiroki Kondo et al. Ảnh hưởng của Vật liệu hoạt động đến Độ dẫn điện tử của Điện cực dương trong Pin Lithium-Ion. Tạp chí Hiệp hội Điện hóa, 2019,166 (8) A1285-A1290

3.BG Westphal et al. Ảnh hưởng của quá trình cán và trộn khô cường độ cao đối với điện trở suất tương đối của điện cực được xác định thông qua phương pháp tiếp cận hai điểm nâng cao. Tạp chí Lưu trữ Năng lượng 2017, 11, 76–85