Greining á einkennum rafskauta rafskautaefna og blöndunarferli

Sem neikvætt rafskautsefni þarf að blanda grafít saman við leiðandi efni, bindiefni og önnur aukefni og bæta við leysi til að útbúa neikvæða rafskautsþurrku áður en hægt er að húða það á straumsafnara til að undirbúa rafskaut. Hins vegar, þegar verið er að undirbúa grafít anode slurry, er talið að margir tæknimenn hafi lent í stórum eða smáum vandamálum, svo sem of langan tíma, grafít setmyndun, óstöðug seigju, stórar slurry agnir, margar loftbólur osfrv. áður en við leysum þessi vandamál verðum við að gera einfaldan flokkun á grunneiginleikum ýmissa efna. Aðeins á grundvelli skilnings á efnislegum eiginleikum er hægt að leysa vandamálin sem lenda í hratt, nákvæmlega og vel. Þessi grein kynnir aðallega einkenni efnanna sem notuð eru við undirbúning rafskautsslyddu:

1. Grafít

Grafít inniheldur náttúrulegt grafít og gervi grafít. Agnaformin eru ýmis og óregluleg, aðallega kúlulaga og flögur. Grafít er óskautað efni, það mengast auðveldlega af óskautuðum efnum og dreifist auðveldlega í óskautað efni. Það er ekki auðvelt að taka upp vatn og er ekki auðvelt að dreifa í vatnslausn. Jafnvel þó að mengað grafít dreifist í vatni, safnast það saman aftur. Varðandi einkenni og kröfur grafíts tel ég að allir séu mjög skýrir, svo ég mun ekki endurtaka þau hér.

2. Leiðandi umboðsmaður

Það eru margar tegundir af leiðandi efnum, þar á meðal kolsvart, CNT, grafen osfrv., Sem flest eru ekki skautuð. Hlutverk leiðandi efnisins er að blanda á milli grafítefnanna til að mynda aðalleiðandi netið og draga úr innri viðnám litíumrafhlöðunnar. Magn leiðandi efnis sem bætt er við er almennt lítið og það má segja að því minni því betra, um 2% eða minna. Sem leiðandi efni er almennt nauðsynlegt að hafa nægilega mikið sérstakt yfirborðsflatarmál til að auka rafeindaflutningshraða með sem minnstum hætti. En það mun einnig horfast í augu við vandamálið með auðveldu sameiningu og ekki auðveldri dreifingu.

Dreifing leiðandi efna hefur alltaf verið mikilvægur liður. Þar sem gerðir leiðandi efna eru allt frá einföldum kolsvörtum, til CNT slurry, til kolsvart, CNT og grafen blandaðs leiðandi slurry, þarf að stilla slurry í samræmi við eiginleika þess. Ferlið við undirbúning. Í undirbúningi greinar um litíum rafhlöðuþurrkunar (stórkostlega) greiningu á eiginleikum og lykiláhrifaþáttum litíum rafgeymsluþurrkunar er þess getið að undirbúningur slurry muni aðallega fara í gegnum stig þurrblöndunar efna, duftblautunar, agnaþyrpingar, og að lokum ná stöðugleika. Dreifingu leiðandi efnisins þarf að vera lokið á stigi duftbleytu og agnaþyrpinga brotna, annars safnast leiðandi efnið saman aftur og veldur sóun á leiðandi efninu. Þegar leysa er vandamálið með dreifingu leiðandi efnis þarf að stilla vélrænan kraft og tíma til að ná sem besta ástandi.

3. CMC

CMC (Sodium Hydroxymethyl Cellulose) er mikilvægt sellulósaeter. Það er pólýanjónísk sellulósa efnasamband sem fæst með efnabreytingum á náttúrulegum trefjum. Það er auðleyst í köldu og heitu vatni og tilheyrir meðalstóru kynlífsefni. CMC hefur framúrskarandi eiginleika eins og þykknun, dreifingu, sviflausn, viðloðun, kvikmyndamyndun, hlífðar kolloid og rakavörn, svo það er valið sem dreifiefni og þykkingarefni fyrir grafít neikvæðar rafskaut.

CMC hefur dreifileika og bindandi eiginleika, en það er ekki hægt að nota það eitt og sér sem bindiefni fyrir neikvæðar rafskaut í iðnaðarforritum. Í framleiðsluferli litíum rafhlöður er nauðsynlegt að taka tillit til orkuþéttleika og innri viðnáms litíum rafhlöðunnar. Þetta krefst þess að neikvæða skautstykkið hafi ákveðinn rúmmálþéttleika (um það bil 1,6 g / cc). Í þessu tilviki er nauðsynlegt að húða Síðara stöngstykkið fer í veltingur með þjöppunarmeðferð og CMC hefur meiri brothættu, sem óhjákvæmilega mun leiða til hruns á stálstykki uppbyggingu eftir veltingu, og fyrirbæri eins og duftfall og leka á filmu. Þess vegna er skilyrðið að hægt sé að nota CMC einn og sér: þykkt stöngstykkisins er þunn, veltingur er ekki framkvæmdur eða þéttingarþéttleiki stöngstykkisins er ekki mikill.

Að auki, við undirbúning neikvæðu rafskautsleifanna, skal fylgjast með áhrifum hrærivélarhraða á CMC. CMC lausn hefur gervigúmmí, seigja hennar lækkar með hækkandi hitastigi og er afturkræf. Þegar hrærivélin snýst of hratt lækkar seigja CMC sem mun hafa áhrif á fjöðrun grafítskautsins.

4. SBR bindiefni

SBR (stýren-bútadíen gúmmí) er lítil sameind línuleg keðju fleyti. Latex agnaeiningin er kjarna-skel uppbygging. Skelin er krossbundin uppbygging samfjölliða sameindakeðjur. Ytra skelin er vatnssækinn skautahópur og yfirborð. Virkur umboðsmaður. SBR er efni sem er samhliða vatnssækni og fitusækni. Vatnsbúnu hóparnir sameinast hópunum á yfirborði filmunnar og mynda bindiskraft sem stuðlar að dreifileika og stöðugleika slurry. Feita hluti sameinast neikvæðum grafítinu til að mynda bindandi afl og ná þannig bindingaráhrifum.

Hins vegar er ekki hægt að nota SBR einn í grafít anode slurry, vegna þess að SBR hefur enga dreifingaraðgerð, og of mikið SBR mun einnig valda því að staurstykkið bólgnar út í raflausninni.

Í iðnaðarframleiðslu litíum rafhlöður eru CMC og SBR oft notuð á sama tíma. Samanlögð notkun þessara tveggja getur leyst vandamál óstöðugs seigju í slurry, bólgu í stöng og mikilli brothættu. Auglýsing grafít efni eru ekki skautuð efni, ekki auðvelt að vera vatnssækin og erfitt að dreifa í vatnskerfum. Eitt hlutverk CMC er að starfa sem dreifiefni, dreifa grafít og leiðandi aukefni. Að auki mun CMC mynda hlaup þegar það mætir vatni, sem gerir slurryið þykkara (þykkingarefni) og bætir stöðugleika sviflausnar vatns neikvæða rafskautsuppslettunnar. Þegar slurry er húðað, vegna CMC hlaupbyggingarinnar, getur það ekki aðeins haldið raka heldur einnig stöðugt slurry og haldið einsleitni slurry innan ákveðins tíma, sem uppfyllir þarfir stóriðjuframleiðslu. Að teknu tilliti til ókosta CMC, gerir kynningin á sveigjanlegu sameinda SBR fleyti sem er auðveldlega leysanlegt í vatni, að slurry hefur betri viðloðun og um leið bætir seigju stangarstykkisins, svo að stöngstykkið verði ekki þétt undir miklum þrýstingi. Eftir að duftið hefur verið fjarlægt er bindisstyrkur staurstykkisins eftir veltingu einnig mikill.

Þegar CMC og SBR eru notuð saman er eitt sem þarf að hafa í huga tímasetningin á að bæta við SBR fleyti. Vegna þess að SBR er viðkvæmt fyrir afmengun við langtíma mikla klippikraft, sem dregur úr viðloðun stangabita.

5. Afjónað vatn

Afjónað vatn er veikt skautuð sameind og leysir fyrir neikvæðu rafskautsleifina. Lykilþáttur sem tengist leysinum er fasta innihaldið. Í slurry undirbúningsferlinu er fast innihaldið tengt dreifingu og stöðugleika efnisins.