전극 저항 테스트 매개변수 이온 기준

양극과 음극의 코팅 균일성 평가는 배터리 생산 공정에서 중요한 모니터링 항목입니다. 코팅 또는 롤링 후 전극 시트의 균일성이 좋지 않으면 백엔드 셀의 성능 일관성에 큰 영향을 미칩니다. 현재 폴 피스의 코팅 균일성을 평가하기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 테스트 압력 및 압력 유지 시간과 같은 전극 시트 저항(멤브레인 저항)에 대한 테스트 매개변수 선택 중 주로 두께, 품질 및 저항을 모니터링하는 것입니다. , 측정 결과의 안정성에 매우 중요하므로, 이 논문은 테스트 데이터의 정확성과 안정성을 보장하기 위해 전극 시트 저항의 특정 테스트 데이터를 기반으로 보다 적절한 테스트 매개변수를 제안합니다.

그림 1. 폴 피스 저항 테스트의 개략도

1.  ;실험실 장비

장비 모델: BER2500 (IEST ), 전극 직경 14mm. 장비는 그림 2(a)와 2(b)에 나와 있습니다.

2. 데이터 분석

그림 3과 같이 서로 다른 압력(5-60MPa)에서 압연 후 양극 및 음극에 대한 현장 두께 및 저항 테스트를 수행했습니다. 그림에서 테스트 압력이 증가함에 따라 양극과 음극의 저항은 지속적으로 감소하며 양극의 최대 두께는 약 4μm, 음극의 최대 두께는 약 25μm 변화한다. 시험 중에는 피시험 시료의 상태에 최대한 영향을 미치지 않도록 함과 동시에 시험 전극이 시료에 밀착되도록 하는 것이 필요하다. 따라서 양극편의 테스트 압력은 25MPa, 음극편은 5MPa로 선택하는 것이 좋습니다.

그림 3. 다양한 압력 조건에서 양극 및 음극의 저항 및 두께 테스트 결과

다음으로 적절한 압력 유지 시간을 추가로 탐색하고 그림 4와 같이 동일한 압력에서 100초 동안 연속적으로 양극 및 음극의 저항 및 두께 데이터를 테스트했습니다. 그림 4에서 볼 수 있습니다. 시간이 증가하면 양극과 음극의 저항은 지속적으로 감소하고 양극의 최대 두께는 1μm 이하로, 음극의 최대 두께는 약 1.5μm로 변화합니다. 테스트 중에는 테스트 시간을 최대한 단축하고 테스트 효율성을 높이는 동시에 테스트 데이터의 안정성을 확보해야 합니다. 따라서 양극과 음극의 압력 유지 시간을 15s로 선택하는 것이 좋습니다.

그림 4. 다양한 유지 시간 조건에서 양극 및 음극의 저항 및 두께 테스트 결과

위의 테스트 조건을 사용하여 장비에 대한 MSA 분석을 수행하기 위해 10개의 양극 극편을 선택했습니다. 폴 피스의 각 위치는 테스트 후에 재사용할 수 없으므로 파괴 테스트입니다. 우리는 내포된 GR &앰프 ;R 연구를 선택했고 그 결과는 그림 5와 같이 장비의 반복성과 식별성이 우수한 수준임을 보여줍니다.

그림 5. 전극면저항계의 GR &앰프 ;R 분석

3. 요약

전극 저항의 테스트 매개변수(압력 및 유지 시간) 탐색을 통해 양극에 25MPa, 음극에 5MPa, 두 전극 모두에 15초의 유지 시간을 권장하며, 얻은 저항 데이터의 반복성과 구별성을 확인했습니다. 이 조건에서 테스트에서 우수한 수준에 도달했습니다.

4. 참고 자료

1. 세레나 W. 피터슨 및 학장 R. 조타실 , 다공성 리튬 이온 전극의 효과적인 전자 전송 직접 측정. 전기화학학회지, 161(14) A2175-A2181(2014).

2.히로키 곤도 외. 리튬이온전지 양극의 전자전도도에 미치는 활물질의 영향. 전기화학학회지, 2019,166 (8) A1285-A1290

3.비지 베스트팔 등 알 . 고도의 집중 건식 혼합 및 캘린더링이 고급 2점 접근 방식을 통해 결정된 상대 전극 저항에 미치는 영향. 에너지 저장 저널 2017, 11, 76–85