چگونه مشکل یکنواختی پوشش باتری فسفات آهن لیتیوم را حل کنیم؟

چگونه مشکل یکنواختی پوشش باتری فسفات آهن لیتیوم را حل کنیم؟

پوشش ناهموار باتری های فسفات آهن لیتیوم نه تنها باعث قوام ضعیف باتری می شود، بلکه به مسائلی مانند طراحی و استفاده از ایمنی نیز مربوط می شود.

بنابراین کنترل یکنواختی پوشش در فرایند تولید باتری فسفات آهن لیتیوم بسیار سخت گیرانه است. کسانی که فرمول و فرایند پوشش را می دانند می دانند که هر چه ذرات ماده کوچکتر باشند، انجام پوشش یکنواخت دشوارتر است. تا آنجا که به مکانیسم آن مربوط می شود، هنوز توضیح مربوطه ای را نبينم. اعتقاد بر این است که خط پوشش ناشی از خواص سیال غیر نیوتونی خمیر الکترود است.

دوغاب الکترود باید یک مایع تیکوتروپیک در یک مایع غیر نیوتونی باشد که با حالت لغزش یا حتی جامد در حالت استراحت مشخص می شود، اما پس از بی قراری نازک و آسان جریان می شود. بایندرها ساختارهای خطی یا شبکه ای در حالت زیرمیکروسکوپیک هستند. هنگامی که آشفته می شوند، این سازه ها از بین می رود و سیالیت خوب است. پس از استراحت دوباره شکل می گیرند و سیالیت فقیر می شود. ذرات فسفات آهن لیتیوم کوچک هستند. در زیر همان جرم تعداد ذرات افزایش می یابد. برای اتصال آن ها برای تشکیل یک شبکه هدایتی مؤثر، میزان عامل هادی مورد نیاز بر این اساس افزایش می یابد. با کوچکتر بودن ذرات و افزایش مقدار عامل هدایت کننده، میزان بایندر مورد نیاز نیز افزایش می یابد. در هنگام ایستادن، تشکیل یک ساختار شبکه آسان تر است و سیالیت بدتر از مواد معمولی است.

در فرایند حذف دوغاب از آشوبگر به فرایند پوشش، بسیاری از تولیدکنندگان هنوز از سطل گردش مالی برای انتقال دوغاب استفاده می کنند. در طول فرایند، دوغاب به هم نمی زند یا شدت هم زدن کم است، و سیالیت دوغاب تغییر می کند و به تدریج لغزندگی می کند. مثل ژله . سیالیت خوب نیست و در نتیجه یکنواختی پوشش ضعیفی به وجود می آید که به عنوان افزایش تحمل چگالی قطعه قطب و ریفولوژی سطحی ضعیف آشکار می شود.

بنیادین بهبود ماده است، مانند افزایش هدایت الکتریکی، افزایش ذرات، اسفروئیدیزه کردن ذرات و غیره و اثر ممکن است در مدت کوتاهی محدود شود. بر اساس مواد موجود، از دیدگاه پردازش باتری می توان راه های بهبود را از موارد زیر امتحان کرد:

1. با استفاده از "خطی" عامل هادی

عوامل هادی به اصطلاح «خطی» و «ذرات شکل» تصویر نویسنده هستند، و ممکن است به این شکل آکادمیک توصیف نشند.

از عوامل هادی "خطی" عمدتاً VGCF (فیبر کربن) و CNTs (نانولوله کربنی)، نانوسیم های فلزی و غیره در حال حاضر استفاده می شود. آن ها قطری از چندین نانومتر تا ده ها نانومتر دارند، و طولی بیش از ده ها میکرومتر یا حتی چند سانتی متر دارند، در حالی که اندازه عوامل هادی «ذره ای شکل» که در حال حاضر معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند (مانند SuperP، KS-6) عموماً ده ها نانومتر است. اندازه چند میکرون است. در قطعه قطب تشکیل شده از عامل هادی "ذرات شکل" و ماده فعال، تماس شبیه به تماس نقطه به نقطه است، و هر نقطه تنها می تواند با نقاط اطراف تماس بگیرد؛ در قطعه قطب تشکیل شده از عامل هادی "خطی" و ماده فعال، نقطه به خط، تماس خط به خط است، هر نقطه می تواند در تماس با خطوط متعدد در یک زمان باشد، و هر خط نیز می تواند در تماس با خطوط متعدد در همان زمان باشد. حتي بهتر . استفاده از ترکیبی از انواع مختلف عوامل هادی می تواند اثر هادی بهتری داشته باشد. نحوه انتخاب عامل هادی مشکلی است که ارزش کاوش برای تولید باتری را دارد.

اثرات احتمالی استفاده از عوامل هدایت کننده "خطی" مانند CNTS یا VGCF از این قرارند:

(1) عامل هدایت کننده خطی اثر پیوند را تا حدودی بهبود می بخشد و انعطاف پذیری و قدرت قطعه قطب را بهبود می بخشد؛

(2) کاهش مقدار عامل هادی (به یاد داشته باشید که گزارش شده است که بهره وری هادی CNTS 3 برابر است که از عوامل هادی ذرات معمولی از همان جرم (وزن)، در ترکیب با (1)، مقدار چسب نیز ممکن است کاهش می یابد، و محتوای مواد فعال می تواند افزایش یابد؛

(3) بهبود قطبش، کاهش مقاومت در برابر تماس، و بهبود عملکرد چرخه؛

(4) شبکه هادی دارای گره های تماسی بسیاری است، شبکه کامل تر است، و عملکرد نرخ بهتر از عملکرد عامل هادی معمولی است؛ عملکرد کاهش حرارت بهبود یافته است، که برای باتری های با نرخ بالا بسیار معنی دار است؛

(5) عملکرد جذب بهبود یافته است.

(6) قیمت مواد بالاتر است و هزینه ها افزایش می یابد. برای عامل 1Kg هادی، SUPERP معمولا استفاده می شود تنها ده ها یوان، VGCF در حدود دو یا سه هزار یوان است، و CNTS کمی بالاتر از VGCF (زمانی که مقدار اضافه شده است 1٪، 1KgCNTs در 4000 یوان محاسبه می شود، در مورد افزایش 0.3 یوان در هر Ah)؛

(7) سطح خاص CNTS ، VGCF ، و غیره بالا است. نحوه پراکنده شدن مشکلی است که باید در استفاده از آن حل شود. در غیر این صورت عملکرد پراکنده شدن خوب نیست. از پراکنده شدن مافوق صوت و وسایل دیگر می توان استفاده کرد. تولیدکنندگان CNTs وجود دارند که مایعات هادی پراکنده ای را فراهم می کنند.

2. بهبود اثر پراکنده

اگر اثر پراکنده خوب باشد، احتمال تشديد تماس ذرات تا حد زیادی کاهش خواهد یافت، و پایداری دوغاب تا حد زیادی بهبود خواهد یافت. اثر پراکنده را می توان تا حد معینی از طریق بهبود فرمول و مراحل batching بهبود یافته، و پراکنده مافوق صوت ذکر شده در بالا نیز یک روش موثر است.

3. بهبود فرایند انتقال دوغاب

در هنگام ذخیره سازی دوغاب، افزایش سرعت هم زدن را در نظر بگیرید تا از چسبناک بودن دوغاب جلوگیری شود؛ برای کسانی که با استفاده از سطل گردش مالی برای انتقال دوغاب، کوتاه کردن زمان از تخلیه به پوشش تا آنجا که ممکن است، و سوئیچ به حمل و نقل خط لوله در صورت امکان برای بهبود ویسکوزیته دوغاب.

4. استفاده از پوشش اکستروژن (سمپاشی)

پوشش اکستروژن می تواند بافت سطحی و ضخامت ناهموار پوشش تیغه را بهبود بخشد، اما تجهیزات گران قیمت است و نیاز به پایداری بالاتر دوغاب دارد.