Como resolver o problema de uniformidade de revestimento da bateria de fosfato de ferro de lítio?
O revestimento desigual das baterias de fosfato de ferro e lítio não apenas causa baixa consistência da bateria, mas também preocupa questões como design e segurança de uso.
Portanto, o controle da uniformidade do revestimento é muito rigoroso no processo de produção da bateria de fosfato de ferro e lítio. Quem conhece a fórmula e o processo de revestimento sabe que quanto menores as partículas do material, mais difícil é fazer um revestimento uniforme. No que diz respeito ao seu mecanismo, ainda não vi uma explicação relevante. Acredita-se que a linha de revestimento seja causada pelas propriedades não -newtonianas do fluido da pasta de eletrodo.
A pasta do eletrodo deve ser um fluido tixotrópico em um fluido não -newtoniano, que é caracterizado por estado viscoso ou mesmo sólido em repouso, mas torna-se fino e fácil de fluir após agitação. Os ligantes são estruturas lineares ou de rede no estado submicroscópico. Quando agitadas, essas estruturas são destruídas e a fluidez é boa. Depois de descansar, eles se-reformam e a fluidez fica ruim. As partículas de fosfato de ferro-lítio são pequenas. Sob a mesma massa, o número de partículas aumenta. Para conectá-los para formar uma rede condutora eficaz, a quantidade de agente condutor necessária aumenta de acordo. À medida que as partículas são menores e a quantidade de agente condutor aumenta, a quantidade de aglutinante necessária também aumenta. Quando em pé, é mais fácil formar uma estrutura de rede e a fluidez é pior que a dos materiais convencionais.
No processo de remoção da pasta do agitador para o processo de revestimento, muitos fabricantes ainda utilizam a caçamba rotativa para transferir a pasta. Durante o processo, a pasta não é agitada ou a intensidade da agitação é baixa, e a fluidez da pasta muda e gradualmente se torna viscosa. Como geléia. A fluidez não é boa, resultando em baixa uniformidade do revestimento, que se manifesta como um aumento na tolerância da densidade da peça polar e má morfologia da superfície.
O fundamental é melhorar o material, como aumentar a condutividade elétrica, aumentar as partículas, esferoidizar as partículas, etc., e o efeito pode ser limitado em pouco tempo. Com base nos materiais existentes, do ponto de vista do processamento de baterias, as formas de melhoria podem ser tentadas a partir do seguinte:
1. Using "linear" conductive agent
The so-called "linear" and "particle-shaped" conductive agents are the author's image, and may not be described in this way academically.
"Linear" conductive agents are used, mainly VGCF (carbon fiber) and CNTs (carbon nanotube), metal nanowires, etc. at present. They have a diameter of several nanometers to tens of nanometers, and a length of more than tens of micrometers or even a few centimeters, while the size of the currently commonly used "particle-shaped" conductive agents (such as SuperP, KS-6) is generally tens of nanometers. The size is a few microns. In the pole piece composed of "particle-shaped" conductive agent and active material, the contact is similar to the point-to-point contact, and each point can only contact the surrounding points; in the pole piece composed of "linear" conductive agent and active material, It is the point-to-line, line-to-line contact, each point can be in contact with multiple lines at the same time, and each line can also be in contact with multiple lines at the same time. Even better. Using a combination of different types of conductive agents can play a better conductive effect. How to choose the conductive agent is a problem worth exploring for battery production.
Possible effects of using "linear" conductive agents such as CNTS or VGCF are:
(1) O agente condutor linear melhora até certo ponto o efeito de ligação e melhora a flexibilidade e a resistência da peça polar;
(2) Reduzir a quantidade de agente condutor (lembre-se de que foi relatado que a eficiência condutora do CNTS é 3 vezes maior que a dos agentes condutores de partículas convencionais da mesma massa (peso)), em combinação com (1), a quantidade de a cola também pode ser reduzida e o teor de substâncias ativas pode ser aumentado;
(3) Melhorar a polarização, reduzir a resistência de contato e melhorar o desempenho do ciclo;
(4) A rede condutora tem muitos nós de contato, a rede é mais perfeita e o desempenho da taxa é melhor do que o agente condutor convencional; o desempenho de dissipação de calor é melhorado, o que é muito significativo para baterias de alta taxa;
(5) O desempenho de absorção é melhorado;
(6) Os preços dos materiais são mais altos e os custos aumentam. Para 1Kg de agente condutor, o SUPERP comumente usado é de apenas dezenas de yuans, o VGCF é de cerca de dois ou três mil yuans e o CNTS é ligeiramente superior ao VGCF (quando a quantidade de adição é de 1%, 1KgCNTs é calculado em 40 00 yuan, cerca de um aumento de 0,3 yuan por Ah);
(7) A superfície específica de CNTS, VGCF, etc. é alta. Como dispersar é um problema que deve ser resolvido em uso. Caso contrário, o desempenho da dispersão não é bom. A dispersão ultra-sônica e outros meios podem ser usados. Existem fabricantes de CNTs que fornecem líquidos condutores dispersos.
2. Melhore o efeito de dispersão
Se o efeito de dispersão for bom, a probabilidade de aglomeração de contato de partículas será bastante reduzida e a estabilidade da pasta será muito melhorada. O efeito de dispersão pode ser melhorado até certo ponto através do aprimoramento da fórmula e das etapas de dosagem, e a dispersão ultrassônica mencionada acima também é um método eficaz.
3. Melhorar o processo de transferência de pasta
Ao armazenar a pasta, considere aumentar a velocidade de agitação para evitar que a pasta fique pegajosa; para aqueles que usam uma caçamba rotativa para transferir a pasta, reduza o tempo desde a descarga até o revestimento o máximo possível e mude para o transporte por dutos, se possível, para melhorar a viscosidade da pasta.
4. Usando revestimento de extrusão (pulverização)
O revestimento por extrusão pode melhorar a textura da superfície e a espessura irregular do revestimento da lâmina, mas o equipamento é caro e requer maior estabilidade da pasta.
