Material de ánodo de batería de iones de litio serie cuatro: detección de propiedades relacionadas de la hoja de ánodo de grafito

El último artículo introdujo principalmente algunos datos básicos del proceso que deben detectarse en el proceso de homogeneización, recubrimiento y laminado de materiales de electrodos negativos. Para las empresas de baterías de iones de litio, la fluctuación y el cambio de estos datos se pueden monitorear en el proceso de producción real. , para detectar y eliminar anomalías lo antes posible, para lograr el propósito de la producción en masa sin problemas. En cuanto a la pieza polar enrollada, se completó su propio proceso de producción y la pieza polar negativa debe ejercer sus propias propiedades eléctricas a través de un proceso de producción razonable. ¿Qué parámetros deben probarse en este proceso? El cuarto artículo de la serie lo llevará a encontrar la respuesta.

1. Fuerza de pelado:

Para sustancias que están unidas entre sí, es la fuerza máxima requerida para despegar el ancho de la unidad de la superficie de contacto. Generalmente, se usa un probador de tracción para probar. Hay dos resultados de la prueba. Uno representa la fuerza de pelado, y la unidad es Newton (N), Kilogramo fuerza (kgf), una caracterización de la fuerza de pelado, representa la fuerza por unidad de longitud, en Newton/metro, (N/m) kilogramo fuerza/centímetro (kgf /cm), y ahora el estándar de la industria GB2792 y ASTMD3330 han utilizado 25 mm como unidad de ancho estándar.

Fije la superficie a ensayar sobre un soporte rígido con cinta de doble cara, y pegue el otro lado a la placa de acero inoxidable, luego fije la placa de acero inoxidable y el colector de corriente en las dos fijaciones del equipo, e inicie la prueba, el equipo funciona a cierta velocidad y carga, la fuerza cuando el colector de corriente se despega por completo es la fuerza de pelado. Cabe señalar que la resistencia al pelado de los lados frontal y posterior de una pieza polar suele ser diferente. En el proceso de producción real, es necesario prestar atención a la resistencia al pelado de los dos lados. fenómeno de la superficie que afecta el rendimiento de la batería

2. Estado de la superficie:

El estado superficial es en realidad un concepto muy general. Desde una perspectiva macro, el estado de la pieza polar que se puede ver a simple vista puede denominarse estado superficial. Un buen estado de superficie negativa es liso, libre de partículas y rayones, y se siente muy suave; si hay defectos visibles a simple vista, significa que hay un problema en el proceso de recubrimiento y es necesario ajustar los parámetros relevantes. Aquí nos centraremos en las propiedades microscópicas de las piezas polares.

La distribución del material del electrodo negativo y el agente conductor es desigual, y el material del electrodo negativo tiene una aglomeración evidente. Esta distribución no puede manifestarse intuitivamente a nivel macroscópico. Si el agente conductor se distribuye de manera desigual, la impedancia de la batería aumentará durante el uso y la densidad de corriente local excederá. Por lo tanto, en la práctica, es necesario hacer que la distribución de materiales de electrodos negativos y agentes conductores sea lo más uniforme posible. , que es más propicio para la formación de una red conductora y reduce el problema de la polarización local excesiva causada por la alta corriente. problemas resultantes. Además, SEM también se puede utilizar para ver si las partículas en la superficie de la pieza polar están rotas, aglomeradas, etc.; además,

3. Porosidad:

La porosidad de la pieza polar está relacionada con la cantidad de electrolito posterior agregado y también con las propiedades eléctricas. Actualmente, la medición es generalmente una prueba de porosímetro de mercurio o una prueba de llenado de líquido, y la porosidad de la pieza polar se obtiene mediante un cálculo posterior. A través de este índice, se pueden distinguir inicialmente las propiedades físicas de los diferentes materiales del ánodo. Si la porosidad es demasiado grande, es necesario considerar aumentar la densidad de compactación del material. Si la porosidad es demasiado pequeña, es necesario considerar extender la batería durante la inyección posterior. tiempo de reposo, etc.

4. Resistencia superficial:

La resistencia superficial también se denomina resistencia específica de la superficie. Un dato importante que caracteriza las propiedades eléctricas de un material dieléctrico o aislante. Representa la resistencia por área cuadrada de la superficie dieléctrica a la corriente de fuga superficial entre los lados opuestos del cuadrado. La unidad es el ohmio. El tamaño de la resistencia de la superficie no solo está determinado por la estructura y composición del dieléctrico, sino que también está relacionado con el voltaje, la temperatura, el estado de la superficie del material, las condiciones de procesamiento y la humedad ambiental. La humedad ambiental tiene una gran influencia en la resistencia superficial de los dieléctricos. Cuanto mayor sea la resistencia superficial, mejor será el rendimiento del aislamiento.

Por supuesto, cuanto más pequeños sean los datos de prueba, mejor. A través de la comparación de la resistividad de la superficie de diferentes materiales y diferentes agentes conductores, se pueden obtener algunas relaciones y técnicas de procesamiento adecuadas, que se pueden usar como parámetro de inspección en el proceso de producción para la inspección por lotes. y datos registrados.

5. Rendimiento de absorción de líquidos:

Está relacionado con la porosidad de la pieza polar y el estado superficial del material. Generalmente, se agrega una pequeña cantidad de electrolito a la superficie del electrodo negativo en la sala de secado, y se registra el momento en que el electrolito desaparece por completo. Leyes estadísticas, que luego se utilizan para guiar el proceso de producción.

6. Ángulo de contacto:

Se refiere a la línea tangente de la interfaz gas-líquido hecha en la intersección de las tres fases de gas, líquido y sólido, el ángulo θ entre la línea tangente en el lado líquido y la línea límite sólido-líquido es una medida del grado de humectación , y el proceso de humectación está relacionado con la tensión interfacial del sistema. Cuando una gota de líquido cae sobre una superficie sólida horizontal, cuando se alcanza el equilibrio, el ángulo de contacto formado y cada tensión interfacial se ajustan a la siguiente fórmula de Young:

γ = γ + γ×cosθ

1) Cuando θ=0, humectación completa;
2) Cuando θ<90°, mojado parcial o mojado;
3) Cuando θ=90°, es la línea límite de mojado o no;
4) Cuando θ>90°, sin humectación;
5) Cuando θ=180°, no se humedece en absoluto.

Para el material del electrodo negativo en sí, la condición de humectación es relativamente buena y este valor puede no medirse, pero cuando la porosidad es relativamente baja, es posible medir el ángulo de contacto. Este parámetro se puede utilizar para comparar diferentes materiales electrolíticos y electrodos negativos. El rendimiento de humectación tiene cierta importancia.

7. Rendimiento de rebote:

A medida que la densidad de energía de las baterías de iones es cada vez mayor, la cantidad de recubrimiento y la densidad de compactación del electrodo negativo también son cada vez mayores. Por lo tanto, desde la finalización de la producción de la pieza del electrodo negativo hasta la finalización de la batería terminada, la pieza del electrodo negativo tiene una cierta cantidad de Por lo tanto, es necesario registrar el grosor del electrodo negativo en diferentes etapas. Por lo general, se registra el grosor después del laminado, el secado y la disección eléctrica completa para controlar si el grosor del electrodo negativo cambia de manera anormal. A través de diferencias de lote Tenga en cuenta la consistencia de la producción.

Resumen: A través de una serie de pruebas de la pieza polar negativa, se pueden obtener las propiedades físicas básicas de la pieza polar negativa. Por supuesto, estos indicadores deben combinarse con las propiedades eléctricas posteriores para describir de manera integral el rendimiento integral de un material de electrodo negativo, lo que debe explicarse. Sí, el material del cátodo también es adecuado para estas técnicas de prueba, por lo que no entraré en detalles aquí. Advertencia, el próximo artículo será el último artículo de esta serie, principalmente para popularizar el proceso de producción actual de materias primas de electrodos negativos, así que estad atentos.