Efecte de les matèries primeres de la bateria sobre l'estabilitat de la suspensió d'elèctrodes de càtode
El purín de la bateria és un sistema de suspensió de dues fases sòlid-líquid altament viscós, i per avaluar l'estabilitat d'aquest sistema, el primer pas és estudiar la seva composició i les seves propietats funcionals. La majoria de la indústria del liti utilitza purins a base d'oli, que és una mescla formada barrejant i dispersant materials actius, aglutinants, agents conductors, dissolvents, etc. en una proporció i ordre determinats.
Materials actius del càtode
Com a component electroquímic actiu principal de la purín del càtode, el material catodeactiu determina la tensió, la densitat d'energia i altres propietats bàsiques de la bateria i és l'ànima principal del sistema de purins. La distribució de la mida de les partícules, la superfície específica, el pH o el valor alcalí residual i altres propietats del material actiu afecten l'estabilitat del purí.
Distribució de la mida de partícules:
La mida de les partícules i la distribució de la mida de les partícules del material actiu és un factor important en el procés d'elaboració de purins. Com més petites siguin les partícules del material actiu, més gran serà la viscositat de la fase contínua, més feble serà el fenomen d'estratificació de purins causat per la gravetat i millor serà l'estabilitat del sistema de suspensió. Tanmateix, quan la mida de les partícules es redueix a una certa mida petita, la força d'unió entre les partícules es converteix en el paper principal i es produirà una aglomeració entre les partícules, cosa que no afavoreix l'estabilitat del sistema. Per tant, en la dispersió del purí, la mida de les partícules no és com més fina millor, però s'ha de distribuir en un rang de mida estret per aconseguir l'equilibri mutu de succió i repulsió, per tal de garantir l'estabilitat del sistema de purins.
Superfície específica:
És un factor important que afecta el rendiment de la cèl·lula. Com més gran sigui la superfície específica, millor serà el rendiment electroquímic de la cèl·lula, que es reflecteix directament en la menor resistència interna de la cèl·lula, un rendiment més fàcil de la capacitat i un millor rendiment de cicle i rendiment del multiplicador. Tanmateix, una àrea de superfície específica massa gran fa que l'adhesió de la mostra a la purín millori, cosa que no afavoreix la dispersió entre partícules.
pH o valor alcalí residual:
El valor del pH en si no afecta l'estabilitat de la purina, però l'entorn alcalí té un impacte més gran sobre l'aglutinant i pot provocar canvis en l'estructura de l'aglutinant. Especialment per als materials ternaris de càtode a causa de l'excés de sal de liti en el seu procés de síntesi, l'excés de sal de liti genera òxid de liti (Li) després de la calcinació a alta temperatura, que reacciona amb l'aigua (H2O) i el diòxid de carboni (CO2) a l'aire per generar hidròxid de liti (LiOH) i carbonat de liti (Li2CO3) que tornarà a fer que el material sigui més alt.
Enquadernador
El paper principal de l'aglutinant a la purina és unir el material actiu, l'agent conductor i el col·lector, millorar el contacte electrònic entre el material actiu de l'elèctrode i l'agent conductor i el col·lector, i proporcionar un paper de suport estable per al sistema de purins. Avui en dia, el fluorur de polivinilidè (PVDF) s'utilitza habitualment com a aglutinant a la indústria del liti perquè el PVDF té un bon rendiment de processament, estabilitat tèrmica (temperatura d'ús a llarg termini -40 ~ 150 graus) i adaptabilitat i estabilitat a l'electròlit. L'aglutinant s'embolica al voltant del material actiu mitjançant l'agitació mecànica després de dissoldre's en nitrogen metilpirrolidona (NMP), i s'uneix mitjançant la força d'enllaç d'hidrogen i la força de van der Waals, etc. Els factors que afecten la força d'unió de l'aglutinant són principalment la polaritat intermolecular, el pes molecular, el contingut de dissolvent, etc.
Agent conductor
El paper principal de l'agent conductor a la purín del càtode és reduir la resistència interna de la bateria i millorar la volatilització de la capacitat, en general escolliu pols de carboni conductor amb purín CNT com a agent conductor principal. A causa de la seva reduïda mida de partícules (fàcil de formar grups de 1-5mm) i de la seva gran superfície específica (uns 60 m2/g), és difícil dispersar-se uniformement en el purí, de manera que els requisits per al procés de mescla són molt elevats.
Dispersants
El paper principal del dispersant en la purín del càtode és dissoldre l'aglutinant i proporcionar un bon transportador perquè el material actiu es dispersi de manera més uniforme. En l'etapa de recobriment, cal que el dispersant tingui una bona humectabilitat i fluïdesa al substrat metàl·lic i una bona volatilitat en assecar-se. En comparació amb altres dispersants com H2O, NMP, DMAC (dimetil acetamida), DMF (dimetil formamida), etc., NMP té els avantatges d'alta solubilitat, baixa viscositat, baixa volatilitat, bona estabilitat i fàcil recuperació, de manera que la indústria generalment adopta el sistema NMP-PVDF. Per contra, si la NMP representa menys, la viscositat de la purín és gran, la pols no està ben dispersa i la liquiditat de la purín és baixa. Per tant, no hi ha un requisit de control estricte de la quantitat de NMP afegit, el més crític és assegurar-se que es pugui recobrir de manera uniforme.
Humitat
La humitat existeix com a impuresa a la purín oliosa, aportada principalment per la matèria primera a la purín o durant la barreja. L'augment del seu contingut afectarà la viscositat del purí, destruirà la uniformitat del dissolvent, provocarà l'aglomeració de partícules de càtode en grups i el fenomen de pela i caiguda quan es col·loca la peça polar després de l'assecat, per la qual cosa s'ha de controlar la introducció d'humitat tant a la matèria primera com a la barreja.
TOB NOVA ENRTGYofereix una gamma completa de materials de bateria
