리튬 전극 저항과 롤러 다짐의 상관관계 분석
그리고
전극판 저항은 전극판의 전자 전도도를 나타내며 이 매개변수는 다짐 밀도, 공극률, 제형 등과 밀접한 관련이 있습니다. 준비 과정에서 극이 다른 롤러 압력 후에 표면 거칠기와 다짐을 변경합니다. 극 전도도에서 활성 입자 사이의 접촉 극의 밀도는 셀의 부피 에너지 밀도를 개선하지만 롤러 압력 과정에서 종 방향 압출 외에도 극의 입자는 또한 측면 전단력은 입자 재배열을 만들 수 있습니다.
전극의 전극 저항을 시험할 때, 상부 및 하부 전극은 전극 표면에 수직이고 인가된 전기 신호는 전극의 다른 쪽 극 표면을 통해 수직으로 흐르고, 한편으로는 전도도를 측정합니다. 반면에 입자 자체에는 입자와 입자 사이의 접촉 저항도 포함됩니다. 따라서 롤러 압축 밀도가 증가함에 따라 다른 시스템의 양극 및 음극.
1. 실험장비 및 시험방법
1.1 실험장비:배터리 전극 저항 분석기，BER1300 ;(IEST ), 전극 직경 14mm, 5~60MP의 압력을 가할 수 있습니다. ;
장비는 그림 1(a)와 1(b)에 나와 있습니다.
그림 1. (a) BER1300 외관 다이어그램; (b) BER1300 구조도
1.2 샘플 준비:단일 극 시트가 준비되고 슬러리 비율은 각각 음성 분말: SP : CMC =90:5:5, 양성 분말: SP : PVDF =96.5:1.5:2, 코팅 및 건조 후 롤러 프레스 다른 압력 롤러 사용 , 극판의 다른 다짐 밀도를 준비하십시오.
1.3 시험방법:롤러 압력 전후 측정할 전극 조각을 약 5cm 10cm의 직사각형 크기로 잘라 샘플 테이블 위에 놓고 M RMS 소프트웨어에서 테스트 압력 및 압력 유지 시간과 같은 매개 변수를 설정하여 시작합니다. 시험. 소프트웨어는 전극 두께, 저항, 비저항 및 전도성 데이터를 자동으로 읽습니다.
2. 데이터 분석
저항 테스트는 단면 양극 및 음극 시트 롤 압력 이전과 다른 롤러 압력 이후에 수행되며 데이터 결과는 그림 2에 나와 있습니다. 결과 추세에서 롤러의 다짐 밀도 및 1.63g/이상 센티미터 ³ 다짐 밀도 조건, 3원 NCM 판의 다짐 밀도는 1.60g/센티미터 ³이고, 해당 저항은 상대적으로 작으며, 롤러 압력 후 저항은 첫 번째 상승 및 감소 추세, 리튬 코발트 산화물 LCO 및 리튬을 나타냅니다. 인산철 L FP 전극의 저항률 경향은 3차 압밀 전 압밀 후 밀도 지점과 유사하며 차이가 없다.
배터리 전극 코팅의 내부 전자는 또한 활성 입자의 전도도, 전도성 에이전트 입자 자체, 재료의 구조 및 고체 입자 간의 접촉 저항, 접촉 저항을 포함하여 주로 고체 분말 입자를 통해 전달됩니다. 활성 입자, 활성 입자 사이 및 도전제 입자 사이. 양극의 경우 활물질의 전자전도도는 도전제 입자보다 훨씬 낮고 활물질의 전도도는 거의 무시할 정도이다. 흑연 음극 자체도 우수한 전기 전도도를 가지며 활성 입자와 도전제가 모두 주요 전자 전도 경로입니다. 입자 사이의 접촉 저항에 대해, ;
롤러 압력은 활물질과 도전제 자체의 비저항을 거의 변화시키지 않고 입자의 재배열로 인한 입자 접촉 면적과 계면 상태만 변화시켜 계면 저항에 영향을 준다. 또한, 극판 저항 시험의 저항 과정 외에도 극판 코팅의 시험 저항에는 코팅과 유체 수집기의 계면 저항, 프로브와 코팅 사이의 접촉 저항 등도 포함됩니다. 일반적으로 롤러 압력은 코팅의 압축 밀도를 증가시켜 입자 사이의 접촉 면적을 증가시켜 전도성을 증가시키는 것으로 여겨집니다. 그러나 실제 테스트 결과는 더 복잡합니다. 다음,
그림 2. 양극 및 음극 롤의 서로 다른 압력 전후의 극 시트 저항 추이도
다짐 밀도가 다른 3개의 흑연 극 시트의 단면 SEM 관찰을 통해 롤러 압력이 증가함에 따라 흑연 시트의 원래 교차 배열 구조가 평행하게 배열되는 경향이 있음을 알 수 있습니다. 흑연 재료의 경우 결정 구조는 탄소 육각 시트 층 평행 배열로 구성되며 평면과 단면으로 나뉘며 대부분의 리튬 이온은 단면에서 흑연 층에 매립됩니다. 또한 흑연층 사이의 탄소 원자는 SP2 혼성화의 공유결합으로 3개의 전자와 결합하고 나머지 1개의 π전자는 자유롭게 움직일 수 있어 전자전도도는 양호하지만 이방성이 크며, 레벨 방향, ;
따라서 흑연 전극 시트가 롤러 압력을 통과할 때 더 많은 평면이 전극 시트 표면에 평행하여 전극 시트 저항 시험 중에 적용된 전극 시트에 수직인 전류가 전극 시트 코팅을 세로 방향으로 침투하기 더 어렵게 만들 것이며, 따라서 롤러 압력이 증가하면 저항이 증가합니다. 한편, 압축 밀도가 증가함에 따라 흑연 입자와 도전제 입자 사이의 접촉이 더 조밀한 챔버가 되어 저항이 감소하고 두 쌍이 전극 시트의 저항에 영향을 미칩니다. 따라서 극 시트 저항에 대한 실제 롤러 압력 프로세스의 영향은 매우 복잡하며, 폴 시트의 특정 재료 형태 특성 및 미세 구조와 결합하여 분석해야 합니다. 한편, 전극 저항 저항은 미세 구조와 결합된 전자 전송 특성으로 분석할 수 있습니다. 한편, 전극 저항 테스트는 전극 저항의 균일성을 평가하기 위해 동일한 그룹의 전극의 균일성을 설명할 수 있습니다.
그림 3. 다짐 밀도가 다른 흑연 전극 시트의 단면도
그림 4. 흑연 결정 구조 및 형태 다이어그램¹
3세트의 양극에 대해 더 작은 압력 롤 압력 후 전극의 측정된 저항은 롤 압력 전 극판 저항보다 큽니다. 상기한 바와 같이 전극판 전자전도도는 주로 도전제 입자간의 전자전도에 의해 형성되며, 슬러리 제조시 도전제가 용매에 고르게 분산되어 보다 잘 상호연결된 3차원 전자전달망을 형성하고, 이후의 코팅 및 건조과정, 전도성 에이전트 3D 네트워크 구조는 활성 입자 간의 접촉이 좋지 않지만 우수한 연결성을 유지하지만 전도성 에이전트 네트워크는 전극이 우수한 전자 전도도를 가지며 전극이 낮은 저항을 갖도록 합니다. 전도성 에이전트 전자 전송 네트워크는 낮은 롤러 압력에서 끊어지며, 결과적으로 극 저항이 증가합니다. 삼원 전극 표면 지형도 및 표면 탄소 분포도의 세 가지 다른 롤러 압력과 결합하여 롤러 압력 후 전도성 탄소 분자의 활성 입자 표면에 코팅된 롤러 압력 측면 전단력 압출이 전도성 에이전트 사이에서 분리되지 않을 수 있음을 추론할 수 있습니다. 입자는 전자를 전도할 수 없으므로 롤러 플레이트 저항이 증가하기 전에 저항을 비교할 것입니다.
또한 이는 그림 5에서와 같이 지속적으로 감소하는 극지 표면의 거칠기와도 관련이 있을 수 있습니다. 상부 프로브와 하부 프로브의 전극 저항 테스트 원리로 측정한 전극 저항은 필연적으로 상부 프로브와 하부 프로브 사이의 접촉 저항을 포함하기 때문입니다. 하부전극과 전극표면에서 전극표면의 거칠기가 작아지면 시험전극과 전극표면의 접촉이 나빠져 접촉저항이 커지므로 측정된 총저항은 커진다.
롤러 압력이 더 증가함에 따라 활성 입자가 더 압축되고 전도성 탄소 입자가 서로 밀접하게 접촉하여 다시 연결된 3D 네트워크를 형성하므로 극성 저항이 감소합니다. 따라서 양극 시트 롤러 압력은 더 큰 롤러 압력을 보장해야 합니다. 그렇지 않으면 약간의 롤러 압력이 전자 전도성 네트워크를 파괴하고 전극 저항을 증가시켜 배터리 성능에 도움이 되지 않습니다. 또한, 양극판의 극판저항을 시험할 때 극판의 표면상태를 최대한 유지하여야 하므로 다른 공정공식이 극판저항에 미치는 영향을 비교할 수 있으며,
그림 5. 양극 시트 3장의 표면 거칠기 추이
그림 6. 3원판의 표면 여자 이름 및 탄소 분포
3. 요약
본 논문에서는 압연 밀도가 다른 양극 및 음극 시트의 저항을 특성화했으며 압연 밀도가 증가함에 따라 양극 및 음극의 저항이 변하는 것을 발견했습니다. 최대값은 폴 피스의 방향과 관련이 있는 반면, 양극의 저항은 먼저 증가했다가 압연에 따라 감소하는데, 이는 폴의 도전제의 3차원 네트워크의 전자 수송 경로와 관련이 있습니다. 조각과 표면의 거칠기. 따라서, 폴피스 저항법을 이용하여 양극과 음극의 전도도 차이와 전도의 균일성을 평가할 때,
4. 참고 자료
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