Recherche sur le procédé de Dispersion négative des batteries Lithium-Ion

Batterie Lithium Ion: optimiser le mélange d’électrodes négatives pour des performances améliorées

Introduction Introduction

Le processus de mélange et de dispersion des boues de batterie a un impact significatif sur la production de batteries lithium-ion, ce qui représente une étape clé dans l’ensemble du processus de fabrication. La suspension négative comprend de la poudre de graphite, des agents conducteurs, des agents de suspension et des liants. Sa préparation implique une série de processus tels que le mélange, la dissolution et la dispersion entre les matériaux liquides et solides, ainsi que des variations de température, de viscosité et des conditions environnementales. La qualité de la dispersion du lisier influence directement la qualité de la production ultérieure des batteries lithium-ion et la performance des produits finaux. Divers fabricants de cellules investissent beaucoup de temps et de coûts dans le mélange des ingrédients, dépassant souvent 8 heures pour les matériaux d’électrodes négatives.

Optimisation du mélange d’électrodes négatives

Dans un effort pour améliorer l’efficacité et réduire les coûts de production dans le mélange, l’auteur de cette étude a mené des expériences d’optimisation sur le procédé de mélange des électrodes négatives. Une analyse comparative A été effectuée entre les procédés d’agitation de viscosité et de dispersion de fluide concernant leur impact sur la taille des particules des matériaux, la stabilité du contenu solide, la viscosité, la résistance et les performances de la batterie.

1.1 préparation du lisier

1.1.1 processus d’agitation de la viscosité

Le procédé d’agitation comprend: 1) l’ajout de graphite, d’agents conducteurs et de 56% de la poudre sèche CMC totale en proportion, en agitant uniformément; 2) ajoutant de l’eau désionisée, en remuant uniformément; 3) en ajoutant la poudre sèche restante de CMC, en continuant à remuer uniformément; 4) ajouter SBR et remuer jusqu’à ce que uniforme.

1.1.2 procédé de Dispersion des fluides

Le lisier obtenu par dispersion de fluide est marqué comme de Type II. 1) ajout de poudre sèche CMC et d’eau désionisée, agitation; 2) ajoutant des agents conducteurs, continuant à remuer uniformément; 3) ajout de graphite, remuant; 4) ajouter SBR et continuer à remuer.

1.2 Production cellulaire

En utilisant une feuille d’aluminium de 0,016 mm d’épaisseur (produite à Shenzhen, ≥ 99,8 %) et une feuille de cuivre de 0,009 mm d’épaisseur (produite à Shenzhen, ≥ 99,8 %) comme collecteurs de courant positif et négatif, après électrorevêtement (d’une largeur de 6mil), les matériaux sont séchés dans des conditions de 85°C pendant 8 heures, suivi par le laminage (épaisseur de 0,125 ± 0,002 mm), la fente (largeur de 56mm pour positif et largeur de 581mm pour négatif), produisant des feuilles d’électrodes. Utilisant un film de polyéthylène (PE) de 16μm d’épaisseur (produit à Chongqing), 1.1mol/L LiPF/EC+DMC+EMC (rapport de volume de 1:2:1, produit à Guangzhou, catégorie de batterie) électrolyte, et les feuilles d’électrode fente, des processus tels que le soudage, l’enroulement, l’encapsulation, le soudage par points inférieurs, le rainurage, la cuisson, l’injection et le scellement sont effectués selon la société et#39; S processus de production pour produire des batteries à coque d’acier de 5,0 ah du type 32650.

1.3 essais et analyses

1.3.1 viscosité

Des échantillons de boues de Type I et de Type II sont agités à 15r/min dans un réservoir de mélange de 10 litres et la viscosité est mesurée à l’aide d’un viscosimètre numérique NDJ-53 (produit à pékin) toutes les 2 heures.

1.3.2 taille des particules du lisier

La distribution granulométrique des boues après brassage est mesurée à l’aide d’un analyseur granulométrique laser Mastersizer 3000 (produit au Royaume-Uni) et comparée à la distribution granulométrique de la poudre de graphite.

1.3.3 stabilité de la teneur en solides

La variation de la teneur en solides est évaluée en mesurant la teneur en lisier de fond dans le réservoir de mélange toutes les 2 heures.

1.3.4 résistivité de la feuille de Membrane

Les boues sont revêtues sur des films minces isolants, séchées dans un four à 95°C pendant 4 heures, et la résistivité des échantillons est mesurée à l’aide d’un testeur de résistivité LFY-406 (produit à Shenzhen).

1.3.5 force adhésive de la feuille

Le lisier négatif est enduit et séché sur une feuille de cuivre, créant des feuilles pour les tests de résistance adhésive à l’aide d’un testeur de traction informatisé FY-108 (produit à Dongguan).

1.3.6 charge rapport courant Constant

Les tests de capacité sont effectués à l’aide d’un CT-3008W-5V10A. Armoire de détection 204 (produite à Shenzhen) pour la charge 1C/décharge et l’enregistrement du cell' S rapport de courant constant de charge.

1.3.7 performances

Utilisant une armoire de détection CT-3008W-SV30A-NF (produite à Shenzhen), le cell&#Le taux de rétention de la capacité de S sur 200 cycles est enregistré pour l’essai de charge/ décharge 3C.

Résultats et Discussion

2.1 viscosité

La viscosité est un paramètre critique reflétant le débit et la stabilité du lisier. Une viscosité appropriée assure non seulement la stabilité, mais aussi des effets de revêtement optimaux. Les courbes de variation de viscosité des boues de Type I et de Type II sont représentées à la Figure 1.

2.2 taille des particules du lisier

La distribution granulométrique est essentielle pour déterminer la dispersion du lisier. Un alignement plus étroit de la distribution des particules de lisier sur la distribution des particules de poudre indique une meilleure dispersion. Les courbes de distribution granulométrique des boues de Type I et de Type II sont indiquées à la Figure 2.

2.3 stabilité du contenu solide

La variation de la teneur en solides sert d’indicateur de stabilité du lisier. Une évaluation ponctuelle de la teneur en solides montre des tendances à la sédimentation. La Figure 3 montre l’évolution de la teneur en solides dans les 24 heures pour les différents boues.

2.4 résistivité de la feuille de Membrane

Les tracés en boîtes de la Figure 4 comparent la résistivité des feuilles de membrane préparées à partir de boues de Type I et de Type II.

2.5 force adhésive de la feuille

Comme le montre la Figure 5, trois essais de résistance à l’adhérence par jeu sont effectués pour différentes boues.

2.6 performances

Pendant le cycle, le graphite négatif subit une dilatation du volume et une solvation de l’électrolyte, ce qui peut causer la fragmentation et le décollement du graphite. Les agents conducteurs peuvent connecter le graphite pour former un réseau conducteur robuste. La Figure 6 montre le taux de rétention de la capacité des cellules produites à partir de différents boues.

Conclusion Conclusion

Le mélange sec de CMC tombe sous le mélange de poudre, ce qui facilite une dispersion rapide en peu de temps. Simultanément, l’utilisation du brassage de viscosité soumet le liser à des forces de cisaillement et de frottement importantes, ce qui augmente les effets de dispersion. Le lisier négatif produit par ce procédé présente des caractéristiques supérieures telles que la viscosité, la taille des particules, la stabilité de la teneur en solides, et fonctionne mieux que les boues dérivées des processus de dispersion de fluide. La résistivité des feuilles de membrane est plus faible, la force adhésive est plus élevée, et le taux de rétention de capacité des cellules est plus élevé lorsque produit à partir de lisier de Type I. Souhaitez-vous Me Soutenir pour que je puisse créer plus de invites gratuites?