배터리의 다양한 수준의 저항에 대한 전도성 탄소 함량의 영향

널리 사용되는 새로운 에너지 시스템인 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 컴퓨터, 자동차, 에너지 저장 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 최근 몇 년 동안 다양한 분야에서 급속 충전 성능에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 배터리의 승수 성능을 개선하는 것이 리튬 배터리 연구원 및 지속적인 탐색의 방향이 되었습니다. 리튬 이온 배터리는 양극과 음극, 다이어프램, 전해질로 구성되며 배터리 충전시 양극에서 리튬 이온이 양극에 내장된 다이어프램을 통해 전해질 환경을 지원하며 배터리 비율 성능은 관련이 있습니다. 전체 리튬 이온 이동 과정의 저항, 각 링크의 저항을 줄이는 올바른 방법을 찾으려면 연구 인력이 부지런히 탐구해야 합니다.  ;

도전제리튬 이온배터리 비율 성능이 중요한 역할을 했습니다. 많은 관련 연구가 전자 전송 경로를 개선하고 전하 전송 속도를 높이고 배터리 성능을 향상시킬 수 있지만 입자 크기와 밀도로 인해 전도성 에이전트가 활성보다 적다는 것을 보여줍니다. 재료, 슬러리 및 극성 층에 고르게 분산되도록 하는 방법도 배터리 비율의 초점입니다.^[1-6]. 분말, 슬러리, 폴 및 버클 배터리의 전도성 탄소 함량 변화를 통해 저항 성능의 변화, 전도성 탄소 저항의 영향에 대한 정성 분석을 특성화하는 동시에 가장 적합한 전도성 탄소 함량을 탐색합니다. 배터리 공정 및 포뮬러 개발자를 위한 전기적 성능에 대한 유리한 기술적 방법 지원을 제공합니다.

1 실험 재료 및 방법

1.1 재료

NCM (니켈 -코발트 -망간 세 개 한 벌 재료 ), SP (전도성 탄소 ), PVDF (폴리비닐리덴 불화 ), NMP (N-메틸파트너 ), 유형 2032 버클 배터리.

1.2 분석 및 테스트 기기

4개의 프로브 분말 저항기(PRCD2100 -IEST ), 4개의 프로브 모드, 슬러리 저항기(BSR2300 -IEST ), 극 시트 저항기(BER2500 -IEST ), 위의 세 가지 장비는 원 에너지 기술 (아모이 ) 공동 ., (주) .에서 제공합니다. 배터리 테스터(CT -4008T-네와레 ), 전기화학 워크스테이션(DH7001 ).

1.3 실험 방법

표 1의 배합비에 따라 양극 페이스트, 전극 시트 및 버클 전지의 5개 그룹을 준비하였다. 슬러리 전지, 폴시트 전지, 버클 전지의 저항 성능을 각각 다른 시험 장비를 사용하여 시험한 후 도전성 탄소 함량 변화가 각 레벨의 전기적 성능에 미치는 영향을 분석하였다.

표 1 5개 샘플 그룹의 질량 백분율

1.4 샘플 준비

표 1의 원료군별 비율에 따라 원료를 호칭하여 고속혼합 소포기로 11분간 혼합하고 일부는 반자동 코머신을 이용하여 알루미늄 호일에 도포한다. 건조 후 극 부분 중 일부, 극 절반은 버클 배터리 조립에 사용됩니다. 버클 배터리는 아르곤 글러브 박스에 조립되며 삼원 극 시트는 양극이고 리튬 시트는 음극입니다.

2 실험결과 및 고찰

2.1 분체층 분석

사용된 3원계 재료와 전도성 탄소의 분말 저항률을 각각 테스트했습니다. 그림 1은 테스트 압력이 증가함에 따라 3원계 재료와 전도성 탄소의 압축 밀도가 점차 증가하는 반면 3원계 재료의 압축 밀도가 3.5g/cm일 때 저항률이 점차 감소함을 보여줍니다.³.02 이때 저항률은 약 16.7Ω*cm이고, 전도성 탄소재료의 압축밀도가 1.0g/cm3일 때 저항률은 약 0*cm이다. 따라서 분말 수준에서 삼원계 재료 저항은 전도성 탄소의 835배이며 전도성 탄소 전도성은 삼원계 재료보다 훨씬 우수하여 후속 슬러리 및 전극의 전도성에 영향을 미칩니다.

그림 1: (a) 테스트 압력 강도에 따른 분말 압축 밀도 변화의 플롯; 및 (b) 다짐 밀도에 따른 분말 저항률 변화의 도표

2.2 슬러리와 폴 시트의 층상 비저항 성능 분석

도 2(a) 5개 그룹의 슬러리 비저항 시험 결과, 도면에서 알 수 있듯이 전도성 탄소 함량이 증가함에 따라 슬러리 비저항이 감소하는데, 이는 슬러리 내에서 전도성 탄소 함량이 증가함에 따라 전도성 탄소 함량이 증가하기 때문이다. 전도성이 더 높은 탄소 입자 연결 사이의 3원 입자의 서스펜션으로 입자 사이의 전자 전송이 더 빠르고 저항이 더 작습니다. 그림 2(b)는 5세트의 롤러 압력 전후에 전극 저항의 테스트 결과를 보여줍니다. 그림에서 전도성 탄소 함량이 증가함에 따라 전극 저항률이 감소하는 것을 볼 수 있으며, 이는 전도성 탄소 함량이 증가하면 입자 사이의 전자 전도성이 크게 향상됨을 보여줍니다. 게다가,

그림 2: (a) 5개 슬러리 그룹의 저항 곡선; 및 (b) 5개 극 그룹의 저항률 곡선

2.3 버클 배터리의 저항 성능 분석

5개 그룹의 버클 배터리에 대해 한 번 충전 및 방전한 후 교류 임피던스 분광법 테스트 및 곱셈기 성능 테스트를 수행했으며 그 결과는 그림 3(a), 3(b) 및 3(c)에 나와 있습니다. 리튬 이온 배터리 시스템에서 임피던스 스펙트럼의 중~고주파 범위는 전자 이동 및 전하 이동을 나타내고 저주파 범위는 이온 확산을 나타냅니다.^[7]. 도 3(b)에서 알 수 있는 바와 같이, 전지 전사 탄소 함량이 0%에서 3%로 증가함에 따라 전자 이동 Rs와 전하 이동 저항 Rct의 합도 점차 감소하여 양이 감소함을 알 수 있다. 추가된 전도성 탄소는 배터리 저항 개선에 상당한 긍정적인 영향을 미칩니다. 또한 고주파에서의 전자 저항만 비교하면 버클 배터리 쉘과 극판의 접촉 저항에 영향을 받을 것이며 처음 두 그룹의 변화 추세는 전도성 탄소 함량. 도 3(c)의 상이한 비율 방전 용량 유지율에 따르면, 방전율이 2.5C까지 점차 증가함에 따라 전도성 탄소 함량이 1% 미만일 때, 방전 용량은 거의 2% 미만인 반면 전도성 탄소 함량이 1.5% 이상인 경우 배터리의 방전 용량은 80% 이상을 유지합니다. 따라서 전도성 탄소의 적절한 함량은 배터리 승수 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

그림 3 (a) 5개 그룹 셀의 E 이다 곡선; (b) 5군 전지의 전자 저항 및 이온 저항 곡선; (c) 5군 전지의 상이한 승수 방전 보유율 곡선;

3. 결론

이 논문은 분말, 슬러리, 극 및 버클 배터리 4개 층, 각각 다른 전도성 탄소 함량 샘플 저항 성능 정량 분석의 5개 그룹으로 구성되어 있으며, 추가된 전도성 탄소가 3원 재료, 슬러리, 극, 버클 배터리 컨덕턴스보다 양호한 전기 전도도 후에 있음을 발견했습니다. 성능은 어느 정도 향상되며 전도성 탄소의 적절한 함량은 배터리의 승수 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 논문의 연구는 배터리 관련 연구자들에게 다양한 수준에서 전기적 성능을 평가할 수 있고 적절한 전도성 탄소 함량이 배터리의 승수 성능에 미치는 영향에 주의를 기울일 수 있음을 상기시킵니다.

참조 문서

[1] 쉬 지에루 , 리 홍 등. 리튬 배터리 연구에서 전기 전도도의 테스트 및 분석 방법 [J]. 에너지 저장 과학 및 기술, 2018,7(5): 926-955.

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[4] 베스트팔 비지 , 마인슈 N, 마이어 C 등 고급 2점 접근 방식을 통해 결정된 상대 전극 저항에 대한 고강도 건식 혼합 및 캘린더링의 영향 [J]. 신문 ~의 에너지 저장 , 2017, 11:76-85 .

[5] 마인슈 N, 그리스도 T, 시덴부르크 T 등 배터리 전극의 전기 저항을 측정하기 위한 새로운 접촉 프로브 및 방법 [J]. 에너지 기술, 2016, 4, 1550-1557

[6] 랴오 샤오동 , 황 주 , 왕 룽귀 . 리튬 이온 배터리의 성능에 대한 음극 전도성 탄소 함량의 영향 [J]. 둥팡 전기 같은 검토 , 2013,27(105): 4-7.

[7] 장 천차오 , 쉬 서우동 , 치우 샹윈 등 리튬 이온 배터리의 전기화학적 임피던스 분광분석 분석[J].화학적인 진보 , 2010,22(6): 1044-1057.