프라이머 집전체-전극 저항법의 균일성 평가

동박과 알루미늄박은 전자를 전도하고 활물질을 운반할 수 있는 리튬이온전지 전극의 집전체로 사용된다. 전류 수집기의 화학적 및 전기화학적 안정성은 배터리 셀의 주기, 속도 및 안전 성능에도 영향을 미칩니다. 이상적인 전류 집전체는 다음과 같은 조건을 갖추어야 합니다. 높은 전도성, 높은 안정성, 강한 결합, 저렴하고 유연하며 얇은 등.¹. 조면화 처리, 세정 처리, 도전성 카본 언더코팅 등 집전체의 어느 정도의 표면 처리는 집전체의 성능을 향상시켜 배터리 셀의 성능을 향상시킬 수 있다. 그림 1은 리튬 배터리 산업에서 일반적으로 사용되는 몇 가지 방법을 보여줍니다. 표면 처리 후 전류 수집기. 더 일반적으로 사용되는 양극 개질 집전체 중 하나 인 탄소 코팅 알 호일²  ;현재 세포주기 성능에서 우수한 안정성을 보여주었습니다. 알루미늄 호일의 표면에 코팅된 도전성 탄소는 2와 같이 그림에서와 같이 보통 수 미크론으로 적기 때문에 프라이머 코팅의 균일성과 안정성에도 중점을 두고 모니터링해야 합니다. 본 논문에서는 전극 저항 시험 방법을 사용하여 프라이머 후 알루미늄 호일의 저항과 압연 후 해당 전극 저항의 차이를 비교한 다음 탄소 코팅된 알 호일의 균일성과 그것이 내식성에 미치는 영향을 분석합니다. 전극 저항.

그림 1. 리튬 배터리 산업에서 일반적으로 사용되는 여러 표면 처리 집전체(인터넷 사진)

 그림 2. 베이스 코팅 전극 단면의 개략도

실험장비 및 시험방법

1.1 실험 장비: 전극 저항 측정기, 모델 BER1300 (IEST ), 전극 직경 14mm, 압력 5-60MPa 적용 가능. 장비는 그림 3(a) 및 1(b)에 나와 있습니다.

그림 3. (a) BER1300 외관 다이어그램; (b) BER1300 구조도

1.2 테스트할 샘플의 4개 그룹: 블랭크 알 포일, 탄소 코팅된 알 포일, 블랭크 전극(블랭크 알 포일 + 활성 물질 코팅), 탄소 코팅된 전극(카본 코팅된 알 포일 + 활성 물질 코팅);

1.3 테스트 방법: 테스트할 전극 샘플을 약 5cm×10cm의 직사각형 크기로 자르고 샘플 테이블 위에 놓고 MRMS 소프트웨어에서 테스트 압력, 유지 시간 및 기타 매개 변수를 설정하고 테스트를 시작하면 소프트웨어가 전극 두께, 저항, 비저항, 전도도 및 기타 데이터를 자동으로 읽습니다.

  ;데이터 분석

4개 그룹의 샘플에 대한 두께 및 비저항 테스트 결과는 그림 4에 나와 있습니다. 두께 데이터에서 프라이머의 전도성 탄소층의 두께가 약 2.3μm임을 알 수 있습니다. 네 가지 샘플 그룹의 두께 StDev 값 비교: 공백 알 박 ≈ 탄소 -코팅 알 박

네 가지 샘플 그룹의 비저항 비교: 블랭크 알 포일 < ;카본 코팅 알 포일 < ;블랭크 포일 전극 < ;카본 코팅 전극, 집전체에 프라이머를 추가하면 전극의 전도성이 감소하지만 코팅이 활물질 증가 전류 집전체와의 접착력은 셀의 사이클 안정성을 향상시키므로 셀 성능 요구 사항에 따라 적절한 프라이머 코팅 공정을 선택할 수 있습니다. 네 가지 샘플 그룹의 비저항 StDev 값 비교: 공백 알 박 < ;탄소 코팅 알루미늄 호일

그림 4. (a) 4세트의 샘플 두께 데이터; (b) 샘플 저항률 데이터의 4개 세트

결론

하도층의 두께는 2~3μm로 두께측정만으로는 균일성을 평가하기 어렵다. 언더코팅 전극의 저항률 분포는 BER1300 전극 저항계로 측정하여 탄소 코팅된 알 포일과 탄소 코팅된 전극의 우수한 균일성을 달성할 수 있습니다. 프라이머 코팅 공정을 모니터링하고 개선하는 데 도움이 되는 성능을 평가합니다.

참조

1.니 장펑 , 저우 헝후이 등 리튬이온 배터리 집전체 연구[J]. 배터리, 2005, 32(2): 128-130.

2. 리 준펑 , 댕 하이펑 등 알루미늄 집전체의 표면 처리가 리튬 이온 전지의 성능에 미치는 영향[J]. 전기 도금 및 마무리, 2005, 16(005).