숯 코팅 알루미늄 호일의 저항 성능 평가

리튬 이온 배터리에서 전자를 전도하고 활성 물질을 운반하는 캐리어로서 유체 수집기는 배터리 셀의 최종 성능에서 중요한 역할을 합니다. 알루미늄 호일은 가장 일반적으로 사용되는 양극 유체 수집으로 일부 전도성 코팅으로 코팅 된 알루미늄 호일 표면의 전극 비율, 주기 및 수명은 수집 유체 및 활성 입자 인터페이스 접촉 저항을 효과적으로 향상시킬 수 있으며 활성 물질 및 유체 수집의 결합 강도를 향상시키고 활성 입자를 감소시킵니다. 전극 사이클 박리 문제의 과정. 탄소 알루미늄 호일의 코팅은 일반적으로 일반적으로 전도성 카본 블랙, 그래 핀, 탄소 나노 튜브 등을 포함합니다. 탄소 코팅층의 공식, 코팅 두께,및 코팅 균일성은 바닥 코팅 효과에도 영향을 미칩니다.¹.

본 논문은 전극시트의 저항시험법을 이용하여 하부전극시트의 균일도를 분석하였다.

그림 1. 셀 성능에 대한 탄소 코팅 유체 수집기의 영향에 대한 개략도¹

I. 실험장비 및 시험방법

1.1실험장비: 극 시트 저항기, 모델 BER1300 , 전극 직경 14mm, 5~60MP의 압력을 가할 수 있음 a. 장비는 그림 2(a) 및 1(b)에 나와 있습니다.

그림 2. (a) BER1300 모양 다이어그램; (b) BER1300 구조도

1.2 시험할 샘플: 3가지 제형의 바닥 코팅 재료, 두께가 다른 두 개의 코팅된 알루미늄 호일, 빈 알루미늄 호일, 코팅된 알루미늄 호일 및 활물질 도포 후 극 시트.

1.3 시험 방법: 측정하고자 하는 전극 조각 샘플을 약 5cm x 10cm의 직사각형 크기로 잘라 샘플 테이블 위에 놓고 M RMS 소프트웨어에서 테스트 압력 및 압력 유지 시간과 같은 매개 변수를 설정하고 테스트를 시작합니다. 소프트웨어는 전극 조각 두께, 저항, 비저항, 전도도 및 기타 데이터를 자동으로 읽습니다.

2. 데이터 분석

숯으로 코팅된 알루미늄 호일의 다른 공식 테스트, 빈 알루미늄 호일의 두께는 모두 10m, 두 개의 탄소 코팅층의 두께는 각각 7m 및 4m, 테스트된 극 시트 저항기는 그림에 나와 있습니다. 3(a)와 (b)에서 챠콜 코팅 알루미늄 호일의 조성에 따라 저항이 매우 다양함을 알 수 있으며, 수십 m Ω ~ 수십 Ω까지 가능하며 위치에 따라 균일한 저항으로 판단된다. 단일 극 시트의, 숯으로 코팅된 알루미늄 호일의 균일성은 4mR(Ω)-1 및 7mR(Ω)-1과 같이 공정에 따라 크게 달라집니다. 코팅이 너무 얇아서 코팅이 새거나 카본 소재의 분포가 고르지 않을 수 있습니다.¹.

그림 3(c)의 데이터에 따르면 빈 알루미늄 호일의 전도성이 가장 좋습니다. 탄소코팅층과 활물질을 첨가하면 2탐침의 원리를 이용하여 시험한 극판의 비저항이 점차 증가하는데, 이는 코팅을 추가하면 입자간 접촉저항이 도입되어 전도도가 약해지는 것을 알 수 있다. 전자의. 일반적으로 알루미늄 호일의 표면에 코팅층이 증가하면 전극의 전기 전도도가 향상되는 것으로 알려져 있지만 이는 주로 코팅층이 알루미늄 호일 표면 거칠기를 증가시켜 활물질 입자와 유체 접촉을 유도하기 때문입니다. 더 좋지만 코팅의 두께가 두껍거나 코팅의 균일도가 너무 떨어지는 경우,

그림 3. (a) 탄소 코팅 4m의 호일 저항; (b) 탄소 코팅의 호일 저항 4m; (c) 세 가지 다른 상태의 전극 저항률

그림 4. 탄소 코팅된 흑색 알루미늄 호일의 표면 형태에 대한 개략도¹

한마디로 활물질과 금속 수집 유체 사이에 효과적인 중간층을 추가하면 계면 접촉 저항을 개선하는 것 외에도 다음과 같은 잠재적인 시너지 효과가 있습니다. 효과적인 확산 장벽, 전해질 분해 및/또는 리튬 이온 매립 반응 동안 부반응으로 인한 산소의 확산 방지, 금속 포집 유체 표면의 산화물 층 형성을 효과적으로 방지하여 열화 방지; (2) 합리적으로 구성된 전도성 층은 우수한 전도성을 가지며 넓은 면적의 접점이 형성될 수 있습니다.

3. 요약

숯 알루미늄 호일은 다양한 배터리 제조업체에서 점차적으로 선택하는 일종의 음극 유체 수집입니다. 탄소 알루미늄 호일의 다양한 공식과 공정에 대한 평가도 유체 수집 개발에 중요한 역할을 합니다. 탄소 코팅 알루미늄 호일의 저항 매개변수를 테스트하면 공식과 공정의 차이를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 리튬 배터리 연구원들이 언더코팅 공정의 안정성을 모니터링하는 데 도움을 줍니다.

참조 문서

1. 뷔송 , C, 블린 , 엄마 , 기샤르 , P., 수단 , P., 크로스니어 , O., 기요마르 , D., &앰프 ; 레스트리에즈 , B.(2018). 고성능 탄소 코팅 LiFePO4용 프라이밍 전류 수집기 탄소 첨가물이 없는 전극. 신문 ~의 힘 출처 , 406, 7-17.

2. 첸 펭 , 렌 닝 , 지 쉬에민 등 리튬 흑연/리튬 인산철 배터리에 숯 코팅 알루미늄 호일 적용 [J]. 새로운 에너지 진전 , 2017,5 (2): 157-162.

3. 리 분 , 등 알 . 리튬 철 인산염 배터리의 성능에 대한 코팅된 탄소 알루미늄 포일의 효과 [J]. 에너지 저장 과학 및 기술, 2020,9 (6), 1714-1719.