Hogyan értékeljük ki a lítium{0}}ion akkumulátorelektróda szuszpenziót?

A lítium{0}}ion akkumulátorok gyártásában az iszapkészítés az első folyamat. A hígtrágya keverés utáni alkalmassága közvetlenül befolyásolja a későbbi bevonatot és az akkumulátor végső teljesítményét, és az akkumulátor költségének döntő mutatója. Ezért a hígtrágya előállítása központi szerepet játszik a lítium-ion akkumulátorok gyártásában. A kutatások azt mutatják, hogy a lítium-ion akkumulátorelektródák ideális mikroszkópos részecskeeloszlását az aktív anyagok egyenletes, agglomeráció nélküli diszperziója, valamint a vezetőképes ágens részecskéinek vékony{6}}rétegű diszperziója jellemzi, amelyek vezető hálózatot alkotnak. Az egyenletes részecskeeloszlású elektródákból készült lítium-ion akkumulátorok kiváló elektrokémiai teljesítményt és hosszú élettartamot mutatnak. Ezért a lítium-{10}}akkumulátor-iszapok folyóképességét, stabilitását és egyenletességét általában tesztelik és jellemzik, hogy kiértékeljék, mennyire alkalmasak a későbbi bevonási folyamatokra, és hozzájárulnak-e az akkumulátor aktív anyagainak teljesítményéhez.

A lítium{0}}ion akkumulátorok gyártásában az iszapkészítés az első folyamat. A hígtrágya keverés utáni alkalmassága közvetlenül befolyásolja a későbbi bevonatot és az akkumulátor végső teljesítményét, és az akkumulátor költségének döntő mutatója. Ezért a hígtrágya előállítása központi szerepet játszik a lítium-ion akkumulátorok gyártásában. Tanulmányok kimutatták, hogy a lítium-ion akkumulátorelektródák ideális mikrorészecske-eloszlását az aktív anyagok egyenletes, agglomeráció nélküli diszperziója, valamint a vezetőképes ágens részecskék vékonyrétegű-eloszlása ​​jellemzi, amely vezető hálózatot alkot. Az egyenletes részecskeeloszlású elektródákból készült lítium-ion akkumulátorok kiváló elektrokémiai teljesítményt és hosszú élettartamot mutatnak. Ezért a lítium{10}}akkumulátor-iszapok folyóképességét, stabilitását és egyenletességét általában tesztelik és jellemzik, hogy értékeljék a későbbi bevonási folyamatokra való alkalmasságukat, valamint az akkumulátor aktív anyagainak teljesítményét javító hatékonyságukat.

Az elektródiszapok nem-newtoni folyadékok, és két típusuk van: a pozitív elektróda iszap és a negatív elektróda iszap, amelyeket olaj{1}} és víz{2}}alapú rendszerekre osztanak. A kevert zagynak jó folyóképességgel, stabilitással és egyenletességgel kell rendelkeznie. Az eltérő folyóképességű iszapok állapotát az ábra mutatja. A túlzottan alacsony vagy magas viszkozitás, ülepedés, agglomeráció és egyenetlen diszperzió jelentősen befolyásolhatja a későbbi bevonási folyamatokat, hibákat okozva az elektróda makroszkopikus megjelenésében és inkonzisztenciájában mikroszerkezetében. A hagyományos papírgyártó és bevonóiparban a hígtrágyával szemben támasztott követelményektől eltérően a lítium akkumulátoriszap egyenletessége és stabilitása végső soron befolyásolja az akkumulátor elektromos teljesítményét, ami egy sor olyan problémához vezet, mint a feszültségcsökkenés, a ciklus élettartamának csökkenése és az akkumulátor rossz konzisztenciája. Ezért kulcsfontosságú a hígtrágya megfelelő jellemzése és tesztelése a bevonat előtt, hogy meghatározzuk a feldolgozásra való alkalmasságát.

Amikor egy folyadék áramlik, belső súrlódás lép fel a molekulák között; ezt a tulajdonságot viszkozitásnak nevezzük, számszerűen mérve.

Viszkozitás=nyírófeszültség / nyírási sebesség

A nyírási sebesség és a nyírófeszültség közötti funkcionális összefüggést reológiai görbének nevezik, amelyet általában a zagy (folyadék) viszkozitásának nyírási jellemzőkkel járó változásának leírására használnak. A reológiai görbék segítségével a folyadéktípusok megkülönböztethetők. A newtoni folyadékok esetében a nyírófeszültség és a nyírási sebesség közötti összefüggés a reológiai görbén az origón áthaladó egyenes vonal.

A termelésben,digitális forgó viszkozimétera reométereket pedig általában a viszkozitás és a reológiai görbék mérésére használják. A viszkoziméterek kezelése egyszerű, míg a reométerek szélesebb tartományban és átfogóbb viszkozitási -nyírási sebesség/feszültség görbéket mérhetnek, és pontosabb eredményeket adnak. Az akkumulátor-iszapok, mint nem-newtoni folyadékok, különféle reológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a nyírási elvékonyodást, viszkoelaszticitást és tixotrópiát.

A legtöbb lítium-ion elektróda szuszpenzió nyírási elvékonyodást mutat. Amint az ábrán látható, a nyírási viszkozitás a nyírási sebesség növekedésével csökken. Ez a jellemző a magas szilárdanyag-tartalmú iszapokban kifejezettebb. Nagyobb nyírási sebességnél az erős nyíróerők megbontják az anyagok között kialakult hálószerkezetet, aminek következtében a részecskék a nyírótérrel párhuzamosan rendezettebb szerkezetté rendeződnek át, aminek következtében a viszkozitás csökken, és nagyobb nyírási sebesség mellett Newtoni fennsíkot érnek el.

Ez a nem{0}}newtoni jellemző előnyös az elektródák előkészítésének bevonási folyamatában. Használat előtt aelektróda bevonó gép, a hígtrágyát egy csigaszivattyú szállítja az átadó tartályból a bevonat kamrába. A folyamat során a zagyot kis nyíróerőnek vetik alá, és nagy viszkozitású állapotban marad, hogy megőrizze stabilitását. Amikor a szuszpenzió azonnal kilökődik a bevonófej pereméből, nagy nyírási sebességnek van kitéve, ekkor a zagy viszkozitása csökken, biztosítva a sima áramlást. Miután a szuszpenzió az áramgyűjtőbe kerül, a nyírási sebesség csökken, és nagy viszkozitású állapotban marad. Ez megakadályozhatja vagy csökkentheti a részecskék ülepedését, amikor a szuszpenzió álló helyzetben van, vagy a szárítási folyamat során, biztosítva az egyenletes bevonatvastagságot.

A viszkoelaszticitás szintén fontos referencia szabvány a zagy tulajdonságainak értékeléséhez. Bemutatja a kapcsolatot a zagy viszkozitása (folyékony) és rugalmassága (szilárd anyag) között; leegyszerűsítve azt jellemzi, hogy a zagy inkább folyékony vagy szilárd anyag. Ha a lítium akkumulátor iszap csak viszkózus és nincs rugalmas, akkor a bevonat során erős húrozás lép fel, ami rossz bevonatteljesítményt eredményez. Ezért a lítium akkumulátor iszapnak a viszkozitáson kívül bizonyos fokú rugalmassággal is rendelkeznie kell, lehetővé téve a törött szálak gyors visszapattanását a bevonás során, és egyenletes bevonatot biztosítva. Ha a szuszpenzió nagyon nagy rugalmassággal rendelkezik, vagy egyáltalán nincs viszkozitása, az erős agglomerációt vagy szilárd, -szerű szerkezetet jelez, ami lehetetlenné teszi a bevonást.

A viszkoelaszticitást általában reométerrel mérik. Kis-amplitúdójú vibrációs nyíróerőket, például amplitúdó-szkennelést és frekvencia-szkennelést alkalmaznak a zagy viszkoelaszticitásának mérésére.

A nyírási sebességet folyamatosan nulláról állandó értékre növeljük, és ennek során rögzítjük a megfelelő nyírófeszültséget. Ezután a nyírási sebességet fokozatosan nullára csökkentjük, és a megfelelő nyírófeszültség értéket rögzítjük. A nyírási sebesség és a nyírófeszültség közötti zárt görbe ábrázolható; ezt a görbét tixotróp normálgyűrűnek nevezzük. Minél nagyobb a normál gyűrű területe, annál nagyobb a tixotróp teljesítmény, és fordítva.

A viszkozitás kulcsfontosságú tényező a lítium-ion akkumulátor-iszapok stabilitásának értékelésében. A túl magas és alacsony viszkozitás egyaránt káros a bevonat szempontjából. A nagy -viszkozitású iszapok kevésbé hajlamosak az ülepedésre, és jobb a diszpergálhatóságuk, de a túl magas viszkozitás rossz szintezést eredményez, ami megnehezíti a bevonást és csökkenti a bevonási sebességet. A viszkozitás megfelelő csökkentése javítja a bevonat hatékonyságát. Az alacsonyabb viszkozitás jó folyóképességet biztosít a szuszpenziónak, és segít eltávolítani a légbuborékokat, de a túl alacsony viszkozitás száradási nehézségekhez vezet, csökkenti a bevonat sebességét, súlyosbítja a bevonat egyenetlenségét, és a bevonat repedéseit és az iszapagglomerációt okozhatja.

A gyártás során, különösen azután, hogy a zagy hosszabb ideig áll, a viszkozitás gyakran változik, főként háromféleképpen: fokozott viszkozitás, csökkent viszkozitás és speciális esetekben.

(1) Megnövelt viszkozitás:Hosszabb állás után a kolloid szol állapotból gél állapotba változik, ami a szuszpenzió viszkozitásának növekedését okozza. A zagy lassú keverése visszaállítja a viszkozitását.

(2) Viszkozitáscsökkentés:A viszkozitás csökken, ha a kötőanyag felszívja a nedvességet, és minőségi változásokon, keverés közben szerkezeti változásokon vagy lebomláson megy keresztül. A hosszan tartó keverés, a túl gyors keverési sebesség és a homogenizálás során a szuszpenzió egyenetlen diszperziója viszkozitáscsökkenéshez vezethet. Zagystabilizátorok, diszpergálószerek vagy felületaktív anyagok hozzáadása javíthatja a szuszpenzió stabilitását a töltéstaszítás és a sztérikus akadályozás elvein keresztül. Ezenkívül a homogenizálás előtt minden komponenst alaposan meg kell szárítani.

(3) Különleges esetek:Az aktív anyagok a tárolás során felszívhatják a nedvességet, vagy magas páratartalmú környezetben{0}}keverhetik őket, aminek következtében a PVDF felszívja a nedvességet, és "zselészerű" iszap keletkezik. Ha a zagy különösen kifejezett zselészerű állagot{3}} mutat, akkor használhatatlan. Ebben az esetben a problémás zagyot megszáríthatjuk, a kötőanyagot és az NCM-et elpárologtatjuk és szétválasztjuk, majd szitáljuk, őröljük, és arányosan normál zagyba keverjük. Ezután az akkumulátor teljesítményének befolyásolása nélkül használható. Ezért a leghatékonyabb megelőzési módszer, ha homogenizálás előtt alaposan megszárítjuk az anyagot, mérjük a nedvességtartalmat, és a homogenizálás során szigorúan ellenőrizzük a páratartalmat.

A szilárd anyagok, például aktív anyagok, vezető szerek és kötőanyagok százalékos arányát a zagy teljes tömegében a zagy szilárdanyag-tartalmának nevezzük. Általában a szilárdanyag-tartalom 40-70% tartományban van. A szilárdanyagtartalom vizsgálatának fő módszere a szárítási módszer. Mérjünk le egy M tömegű szuszpenziót, helyezzük egy bizonyos hőmérsékletre, hogy az oldószer megszáradjon, majd ismét mérjük le m tömeggel. A szilárdanyag-tartalmat ezután m=M/M-ként számítjuk ki. A nedvességmérővel gyorsan és viszonylag pontosan mérhető a hígtrágya szilárdanyag-tartalma. A nedvességmérő a termikus súlycsökkenés elvét használja; egyenletesen melegíti a mintát halogénlámpával az oldószer elpárologtatása érdekében, a szilárdanyag-tartalmat a melegítés előtti és utáni tömegváltozás alapján számítja ki.

Ugyanazon homogenizálási eljárás és készítmény mellett minél nagyobb a zagy szilárdanyag-tartalma, annál nagyobb a viszkozitása. Hasonlóképpen, minél alacsonyabb a szilárdanyag-tartalom, annál alacsonyabb a viszkozitás. A szilárdanyag-tartalom meghatározott tartományán belül a magasabb érték nagyobb zagystabilitást jelez. A szilárdanyagtartalom növelése csökkentheti az oldószerfelhasználást, lerövidítheti a hígtrágya keverési idejét, valamint javíthatja a bevonat és a szárítás hatékonyságát. Azonban a szilárdanyagtartalom növekedésével a viszkozitás növekszik, a folyékonyság csökken, ami növeli a bevonat nehézségét és súlyosabb kopást okoz a berendezésen.

Lépjen kapcsolatba most