Effet des matières premières de la batterie sur la stabilité de la boue d'électrode cathodique

La boue de batterie est un solide-liquide très visqueux système de suspension biphasé, et pour évaluer la stabilité de ce système, le La première étape consiste à étudier sa composition et ses propriétés fonctionnelles. La plupart de l'industrie du lithium utilise du lisier à base de pétrole, qui est un mélange formé par mélange et disperser des matières actives, des liants, des agents conducteurs, des solvants, etc. un certain rapport et un certain ordre.

Cathode active Matériaux

Comme le principal composant actif électrochimique dans la boue cathodique, le matériau cathodéactif détermine la tension, la densité d'énergie et d'autres propriétés de base du batterie et constitue l'âme centrale du système à lisier. La taille des particules distribution, surface spécifique, pH ou valeur alcaline résiduelle et autres les propriétés de la matière active affectent la stabilité de la suspension.

Particule répartition des tailles :

La particule la taille et la distribution granulométrique du matériau actif sont un facteur important facteur dans le processus de fabrication du lisier. Plus les particules de l'actif sont petites Matériau, plus la viscosité de la phase continue est grande, plus la phénomène de stratification du lisier provoqué par la gravité, et mieux c'est stabilité du système de suspension. Cependant, lorsque la taille des particules diminue jusqu'à une certaine taille minuscule, la force de liaison entre les particules devient la rôle principal, et une agglomération se produira entre les particules, ce qui n'est pas propice à la stabilité du système. Par conséquent, dans la dispersion du lisier, la taille des particules n'est pas la plus fine, mieux c'est, mais elle devrait l'être distribué dans une gamme de tailles étroite pour atteindre l'équilibre mutuel entre l'aspiration et répulsion, afin d'assurer la stabilité du système à lisier.

Spécifique superficie :

C'est un facteur important affectant les performances de la cellule. Plus le spécifique est grand plus la surface est élevée, meilleures sont les performances électrochimiques de la cellule, qui sont directement se reflète dans la résistance interne plus faible de la cellule, une performance plus facile de la capacité, et de meilleures performances de cyclisme et performances de multiplicateur. Cependant, une surface spécifique trop grande rend l'échantillon adhérent dans le boue renforcée, ce qui n'est pas propice à la dispersion inter-particules.

pH ou valeur alcaline résiduelle :

La valeur du pH lui-même n'affecte pas la stabilité de la boue, mais l'alcalin l'environnement a un impact plus important sur le liant et peut entraîner des modifications de la structure du liant lui-même. Spécialement pour les matériaux ternaires cathodiques en raison de l'excès de sel de lithium dans son processus de synthèse, l'excès de lithium le sel génère de l'oxyde de lithium (Li) après calcination à haute température, ce qui réagit avec l'eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2) dans l'air pour générer du lithium l'hydroxyde (LiOH) et le carbonate de lithium (Li2CO3), qui reste sur le surface du matériau et augmentera la valeur du pH du matériau.

Classeur

Le Le rôle principal du liant dans la bouillie est de lier la matière active, le conducteur agent et le collecteur, pour améliorer le contact électronique entre le le matériau actif d'électrode et l'agent conducteur et le collecteur, et pour fournir un rôle de support stable pour le système à lisier. De nos jours, le polyvinylidène le fluorure (PVDF) est couramment utilisé comme liant dans l'industrie du lithium car le PVDF a de bonnes performances de traitement, une stabilité thermique (température d'utilisation à long terme -40 ~ 150â), ainsi que l'adaptabilité et la stabilité à l'électrolyte. Le classeur est enroulé autour du matériau actif par agitation mécanique après dissolution dans azote méthylpyrrolidone (NMP), et lié par la force de liaison hydrogène et van force der Waals, etc. Les facteurs affectant la force de liaison du liant sont principalement la polarité intermoléculaire, le poids moléculaire, la teneur en solvant, etc.

Agent conducteur

Le Le rôle principal de l'agent conducteur dans la boue cathodique est de réduire le résistance interne de la batterie et améliorer la volatilisation de la capacité, choisissez généralement une poudre de carbone conductrice avec une boue de CNT comme principal conducteur agent. En raison de sa faible taille de particules (amas faciles à former de 1 à 5 mm) et de sa grande Surface spécifique (environ 60 m2/g), il est difficile de se disperser uniformément dans la boue, donc les exigences pour le processus de mélange sont très élevées.

Dispersants

Le Le rôle principal du dispersant dans la boue cathodique est de dissoudre le liant et de fournir un bon support pour que le matériau actif soit dispersé plus uniformément. Dans le étape d'enrobage, le dispersant doit avoir une bonne mouillabilité et fluidité au substrat métallique et bonne volatilité au séchage. Comparé à d'autres dispersants tels que H2O, NMP, DMAC (diméthylacétamide), DMF (diméthyl formamide), etc., la NMP présente les avantages d'une solubilité élevée, d'une faible viscosité, d'une faible volatilité, bonne stabilité et reprise facile, de sorte que l'industrie adopte généralement le système NMP-PVDF. Au contraire, si la NMP représente moins, la viscosité de la bouillie est grande, la poudre n'est pas bien dispersée et la liquidité de la bouillie est faible. Il n’existe donc aucune exigence de contrôle strict quant au montant de NMP ajouté, la chose la plus critique est de s'assurer qu'il peut être uniformément enduit.

Humidité

Humidité existe sous forme d'impureté dans la boue huileuse, principalement apportée par la matière première dans la bouillie ou lors du mélange. L'augmentation de son contenu affectera le viscosité de la suspension, détruit l'uniformité du solvant, conduit à la agglomération des particules cathodiques en amas, et phénomène de pelage et tomber lorsque la pièce polaire est placée après séchage, donc l'introduction L'humidité doit être contrôlée à la fois dans la matière première et dans le mélange.

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