폴 피스의 AB 표면에 대한 균일성 0f 코팅을 평가하기 위해 전극 저항 방법이 사용됨

리튬 이온 배터리양극 및 음극, 분리막 및 전해질로 조립된 종합 시스템입니다. 배터리가 작동하면 전극의 미세 구조에서 전자와 이온이 이동하고 일련의 화학 및 전기 화학 반응이 발생합니다. 따라서 폴피스의 전도성과 전도성 네트워크의 균일성은 배터리의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 폴 피스 코팅 공정의 경우 현재 대부분 양면 단층 코팅입니다. A면 코팅이 완료된 후 B면 코팅을 진행한다.  ;

양면 코팅의 균일도를 평가하는 방법은 주로 두께 측정이나 표면 밀도를 이용하지만 코팅 시간의 차이로 인해 슬러리가 어느 정도 변화하면 AB 표면의 전도성 균일도도 다를 수 있습니다. 양면 폴 피스의 균일성을 보다 포괄적으로 평가하는 방법은 폴 피스¹의 품질 모니터링의 핵심입니다. 본 논문에서는 극면 저항법을 사용하여 AB 표면의 차이를 구별하기 위해 다양한 테스트 방법을 시도하고 최종적으로 차이를 효과적으로 구별할 수 있는 측정 방법을 명확히 하여 코팅의 일관성을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 및 압연 공정 및 셀 생산 공정 품질 관리를 돕습니다.  ;

그림 1. 양면 폴 피스 롤

1. 실험장비 및 시험방법

1.1실험 장비:모델 BER1300 (IEST ), 전극지름은 14mm, 장비는 그림 2(a), 2(b)와 같다.

그림 2. (a) BER1300의 외관; (b) BER1300의 구조

1.2 테스트 방법:  ;폴 피스 저항 측정기의 두 전극 사이에 테스트할 폴 피스를 놓고 MRMS 소프트웨어에 테스트 압력 및 체류 시간 매개변수를 설정하고 테스트를 시작하면 소프트웨어가 폴 피스 두께, 저항과 같은 데이터를 자동으로 읽습니다. , 저항률 및 전도성.각 폴 피스를 테스트를 위해 서로 다른 위치에서 무작위로 선택하고 변동 계수 COV (변동 계수)는 공식(1)에 따라 계산됩니다. COV가 클수록 폴 피스의 균일성이 나빠집니다.

2. AB 표면 코팅 균일성의 중요성 평가

2.1 AB 탑코트의 차이에 대한 가능한 이유

코팅 공정 단계에는 많은 공정 매개변수가 포함되며, 각 매개변수는 코팅된 폴 피스에 다르게 영향을 미칩니다. 예를 들어, 슬러리의 특성 파라미터, 전극 슬러리는 미크론 규모의 활성 고체 입자, 바인더 용액에 현탁된 나노 규모의 도전제 입자, 고체 입자는 중력, 브라운 운동력, 부력 등을 받고, 침강, 무작위 브라운 운동, 응집- 해중합 및 기타 운동 과정이 있으므로 슬러리 전도성 제, 활성 입자 및 이들 간의 상호 작용의 분포 상태가 필연적으로 변경되어 코팅 균일성에 영향을 미칩니다. 따라서 코팅 공정시 표면 밀도가 일정하지 않는 등 폴 피스의 길이 방향과 AB면의 차이가 발생할 수 있으며,  ;

동시에, 전극 습식 코팅의 건조 과정에서 용매 건조 과정이 폴 피스의 표면으로 이동할 때 용매의 증발과 함께 용매에 용해된 바인더 및 도전제 입자가 함께 이동할 수 있어, 바인더가 떠서 전기를 전도합니다. 제의 분포도 고르지 못하며, 특히 A면을 도포 건조시킨 후 B면을 도포하는 공정을 진행한다. B면의 건조 매개변수가 A면과 동일할 때 A면 코팅의 영향으로 B면 폴 피스의 습식 코팅이 건조 상태와 속도가 다를 수 있으며 이는 쉽게 이어질 수 있습니다. AB 표면의 차이, 특히 바인더와 도전제의 분포 상태,

2.2 AB 표면 코팅 차이가 성능에 미치는 영향

AB 표면 코팅의 차이는 필연적으로 배터리의 일관성이 좋지 않을 것이며, 특히 AB 표면 코팅의 차이는 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. (1) 두 표면의 밀도가 일치하지 않거나 활성 재료의 사용률 실제 AB 표면으로 이어지는 전도도의 차이로 인해 일관성이 없습니다. 음극과 양극의 용량비 N/P가 다르기 때문에 한쪽에는 리튬이 증착되지 않고 다른쪽에는 리튬이 증착되는 현상이 있을 수 있습니다. (2) AB 측의 전도성 차이로 인해 배터리 양면의 리튬화 정도 또는 충전 상태가 다릅니다. 장기 사이클 동안 AB 표면에 다양한 응력이 장기간 축적되면 폴 피스에 균열이 발생합니다. 코팅이 떨어지고 실패합니다. 따라서 AB 탑코트의 균일성과 차이를 평가하는 것은 큰 의미가 있다.

3. 데이터 분석

3.1 5가지 테스트 방법 소개

양면 폴 피스 AB면의 코팅 일관성을 평가하기 위해 그림 3과 같이 5가지 시험 방법을 사용하는데, 방법 1과 2는 폴 피스의 앞면과 뒷면을 중간에 배치하는 것이다. 상하 시험전극, 방법 3, 4 전극편을 반대 방향으로 접어 상하 시험전극의 중앙에 위치시킨다. 방법 5는 방법 4를 기반으로 합니다. 접힌 선을 잘라 모서리에서 전극 조각을 분리한 다음 테스트 전극의 상단과 하단 중간에 놓습니다. 5가지 테스트 방법으로 측정한 총 저항을 분석합니다.  ;

전류 전송 경로 및 계산 공식은 A 또는 B면 코팅 자체의 저항, 호일 자체의 저항, 테스트 전극 및 A 또는 B면 코팅 층 접촉 저항, 코팅 대 호일 접촉 저항 및 코팅 간 접촉 저항. AB 표면코팅과 상부 및 하부전극의 표면상태의 미세한 차이를 무시할 경우 각 방식의 계산식으로부터 이론적으로 방법 1과 방법 2는 큰 차이가 없고, 모드 3 및 모드 4는 주로 A 또는 B 표면 코팅에서 발생합니다. 적용된 전류는 두 가지 테스트 방법에서 더 많이 흐르기 때문에 더 나은 전도성으로 호일을 관통하도록 선택합니다.

그림 3. 5가지 양면 폴 피스 시험 방법 및 이론적 저항 계산 공식의 개략도

3.2 전극아르 자형존재티동쪽나N에프이브안에에이

위의 다섯 가지 방법으로 전극의 저항을 테스트하기 위해 양면 양극과 음극을 각각 선택하십시오. 25MPa를 사용하여 압력을 테스트하고 15초 동안 압력을 유지하고 각 그룹에서 5개의 평행점을 테스트합니다. 그 결과를 수치 4에 나타내었다. 폴 피스의 전체적인 균일성 분포에 약간의 차이가 있을 수 있음을 고려하면, 폴 피스를 전후에 배치하는 처음 두 가지 방법으로 측정한 저항값은 차이가 없다고 볼 수 있다. , A를 위로 접고 B를 위로 접는 두 가지 방법은 저항 값에 상당한 차이가 있으며 두 방법의 차이점은 주로 A 및 B 코팅 자체의 차이에서 비롯됩니다. 접힌 선을 자를 때, 그림 4(b)와 (d)에서 총 저항이 2배 이상 증가하는 것을 명확하게 볼 수 있으며 이는 이론적 설명과 일치합니다. 이때 인가된 전류는 포일을 관통한 후 계속된다. 하부 전극에 도달하기 위해 하부 코팅을 수직으로 가로질러. 따라서, 양극 시트(AB )와 음극 시트(AB )의 코팅 일관성을 평가할 때, 전극 시트의 앞면과 뒷면을 접어서 전극 시트의 저항을 테스트할 수 있다.

그림 4. 양극과 음극에 대한 5가지 테스트 방법을 사용한 전극 저항 비교 차트

4. 결론

이 논문에서는BER 시리즈 전극 면저항 측정기원능 기술의 다른 테스트 방법에서 양극 및 음극 시트의 저항 차이를 비교하는 데 사용됩니다. 이론적 분석과 실제 측정 데이터를 종합하면 양극 시트와 음극 시트를 테스트에 사용할 때 양면 코팅 폴 피스의 AB면 차이를 구별하는 데 사용할 수 있음을 알 수 있습니다. 이 방법을 사용할 수 있습니다. 코팅 및 압연 공정의 일관성을 평가하고 셀 생산 공정의 품질 관리를 돕습니다.

참조

1. 랑펑, 런젠. 우리나라에서 리튬 이온 전원 배터리용 핵심 공정 장비 개발에 대한 생각 [J]. 전자 산업을 위한 특수 장비. 2009(11): 23-26.

2. 모히트 바자즈, 라비 프라카시, 마테오 파스퀄리 희석 폴리머 용액[J]의 슬롯 코팅 흐름에 대한 점탄성 효과의 전산 연구. J. 비뉴턴 유체 기계. 2008(149): 104–123