Анализ на характеристиките на анодните материали от литиева батерия и процеса на смесване

Като материал с отрицателен електрод, графитът трябва да се смеси с проводим агент, свързващо вещество и други добавки и се добавя разтворител, за да се приготви суспензия с отрицателен електрод, преди да може да се нанесе върху токов колектор, за да се подготви електрод. Въпреки това, в процеса на приготвяне на суспензия от графитен анод, се смята, че много техници са се сблъсквали с големи или малки проблеми, като твърде дълго време, утаяване на графит, нестабилен вискозитет, големи частици суспензия, много мехурчета и т.н. ... След това, преди да решим тези проблеми, трябва да направим просто сортиране на основните свойства на различни материали. Само въз основа на разбирането на свойствата на материала възникналите проблеми могат да бъдат решени бързо, точно и добре. Тази статия представя основно характеристиките на материалите, използвани при приготвянето на анодна суспензия:

1. Графит

Графитът включва естествен графит и изкуствен графит. Формите на частиците са различни и неправилни, предимно сферични и люспести. Графитът е неполярно вещество, лесно се замърсява от неполярни вещества и лесно се диспергира в неполярни вещества. Не е лесно да се абсорбира вода и не е лесно да се диспергира във воден разтвор. Дори ако замърсеният графит се диспергира във вода, той ще се агрегира отново. По отношение на характеристиките и изискванията на графита, вярвам, че всички са много ясни, така че няма да ги повтарям тук.

2. Проводим агент

Има много видове проводящи агенти, включително сажди, CNT, графен и др., Повечето от които са неполярни. Ролята на проводящия агент е да се смесва между графитните материали, за да образува основната проводима мрежа и да намали вътрешното съпротивление на литиевата батерия. Количеството добавен проводим агент обикновено е малко и може да се каже, че колкото по-малко, толкова по-добре, около 2% или по-малко. Като проводящ агент обикновено е необходимо да има достатъчно висока специфична повърхност, за да се увеличи скоростта на електронен трансфер с възможно най-малко. Но ще се сблъска и с проблема за лесното събиране и не лесното разпръскване.

Разпръскването на проводящи агенти винаги е било важен момент. Тъй като видовете проводящи агенти варират от обикновени сажди, до суспензия на CNT, до сажди, CNT и графен, смесена проводяща суспензия, суспензията трябва да бъде коригирана в съответствие с нейните свойства. Процесът на подготовка. В статията за приготвяне на суспензия от литиева батерия [изискан] анализ на свойствата и ключовите фактори, влияещи на суспензията на литиева батерия, се споменава, че приготвянето на суспензия ще премине основно през етапите на сухо смесване на материали, овлажняване на прах, раздробяване на клъстери от частици, и накрая достигане на стабилност. Разпръскването на проводящия агент трябва да бъде завършено на етапа на омокряне на прах и счупване на клъстери от частици, в противен случай проводящият агент ще се агрегира отново и ще причини отпадъци на проводящия агент. При решаването на проблема с дисперсията на проводящия агент, механичната сила и времето трябва да бъдат коригирани, за да се постигне най-доброто състояние.

3. CMC

CMC (натриева хидроксиметил целулоза) е важен целулозен етер. Това е полианионно целулозно съединение, получено чрез химическа модификация на естествени влакна. Лесно се разтваря в студена и гореща вода и принадлежи към средния секс материал. CMC има отлични свойства като удебеляване, дисперсия, суспензия, адхезия, образуване на филм, защитен колоид и защита от влага, така че е избран като диспергатор и сгъстител за графитни отрицателни електроди.

CMC има диспергиращи и свързващи свойства, но не може да се използва самостоятелно като свързващо вещество за отрицателни електроди в промишлени приложения. В производствения процес на литиеви батерии е необходимо да се вземат предвид енергийната плътност и вътрешното съпротивление на литиевата батерия. Това изисква отрицателният полюс да има определена обемна плътност (около 1,6 g / cc). В този случай е необходимо да се покрие Последният полюс се подлага на обработка за уплътняване при валцуване, а CMC има по-голяма чупливост, което неизбежно ще доведе до срутване на структурата на стълба след валцуването и явления като изпускане на прах и изтичане на фолио. Следователно условието, че CMC може да се използва самостоятелно, е: дебелината на полюсната част е тънка, процесът на валцуване не се извършва или плътността на уплътняване на полюсната част не е висока.

Освен това, по време на приготвянето на суспензията с отрицателни електроди трябва да се обърне внимание на влиянието на скоростта на смесителя върху CMC. CMC разтворът има псевдопластичност, вискозитетът му намалява с повишаване на температурата и е обратим. Когато миксерът се върти твърде бързо, вискозитетът на CMC ще намалее, което ще повлияе на окачването на графитния анод.

4. SBR свързващо вещество

SBR (стирол-бутадиенов каучук) е емулсия с линейна верига с малка молекула. Латексната частица е структура от сърцевина и обвивка. Черупката е омрежена структура от съполимерни молекулярни вериги. Външната обвивка е хидрофилна полярна група и повърхност. Активен агент. SBR е вещество, което съществува едновременно с хидрофилността и липофилността. Групите на водна основа се комбинират с групите на повърхността на фолиото, за да образуват сила на свързване, която е благоприятна за диспергиране и устойчивост на суспензията. Масленият сегмент се комбинира с отрицателния графит, за да образува сила на свързване, като по този начин се постига ефектът на свързване.

Въпреки това, SBR не може да се използва самостоятелно в суспензията от графитен анод, тъй като SBR няма диспергираща функция и твърде много SBR също ще доведе до набъбване на полюсната част в електролита.

При индустриалното производство на литиеви батерии често се използват едновременно CMC и SBR. Комбинираното използване на двете може да реши проблемите с нестабилен вискозитет на суспензията, подуване на стълбовете и висока чупливост. Търговските графитни материали са неполярни вещества, не е лесно да бъдат хидрофилни и трудни за диспергиране във водни системи. Една функция на CMC е да действа като диспергатор, диспергиращ графит и проводими добавки. В допълнение, CMC ще образува гел, когато се срещне с вода, което прави суспензията по-плътна (сгъстител) и подобрява стабилността на суспензията на водната суспензия с отрицателни електроди. Когато суспензията е покрита, поради структурата на CMC гел, тя може не само да задържа влагата, но и да стабилизира суспензията и да поддържа равномерността на суспензията в рамките на определен период от време, което отговаря на нуждите на широкомащабното промишлено производство. Като се вземат предвид недостатъците на CMC, въвеждането на гъвкава молекулярна SBR емулсия, която е лесно разтворима във вода, прави суспензията по-добра адхезия и в същото време подобрява жилавостта на полюсната част, така че полюсната част да не се уплътнява под високо налягане. След отстраняване на праха силата на залепване на полюса след валцуването също е висока.

Когато CMC и SBR се използват заедно, едно нещо, което трябва да се отбележи, е времето за добавяне на SBR емулсия. Тъй като SBR е склонен към деемулгиране при дългосрочна висока сила на срязване, което намалява адхезията на полюсните части.

5. Дейонизирана вода

Дейонизираната вода е слабо полярна молекула и разтворител за суспензия от отрицателни електроди. Ключов параметър, свързан с разтворителя, е съдържанието на твърдо вещество. В процеса на приготвяне на суспензията съдържанието на твърдо вещество е свързано с дисперсията и стабилността на материала.