Dårlig afskalning af Lipo-batteriets negative elektrode: forbedret ved dobbelt belægning

Når Lipo batteri belægges og tørres, migrerer bindemidlet til overfladen på grund af kapillarkraft, og efterhånden som belægningshastigheden for Lipo batteriet øges og belægningens tykkelse stiger, bliver migrationen af bindemidlet mere alvorlig under tørringsprocessen, hvilket yderligere svækker påklæbningen og sammenhængen. Vedhæftningen mellem væsker har en negativ indvirkning på Lipo batteriets ydeevne. For at løse dette problem opstod Lipo batteriets dobbeltlagsbelægningsteknologi. Gennem multilagsbelægning kompenseres primeren med en høj andel af SBR.

I undersøgelsen blev to Lipo batterislammer med forskelligt SBR-indhold kombineret, og slammet med gradient SBR-bindemiddel blev dobbeltbelagt. Alle Lipo batterielektroder består af kobberfolie med et bundlag på 50% tykkelse og et toplag på 50% tykkelse, tre to-lags konfigurationer (A+A, B1+B2 og C1+C2), samtidig blev der med de respektive slammer A fremstillet en enkeltlags Lipo batterielektrode som sammenligningsreference.
For Lipo batteriets dobbeltlagsbelægningsproces kan der være tre problemer: (1) luftindtrængning; (2) længdestriber; (3) blanding af øvre og nedre lag. Næste vil CNHL lipos, producenten af Lipo batterier, introducere indholdet af Lipo batteribelægning i detaljer.

1 Lipo batteribelægningsdefekt

Tilsvarende visning af Lipo batteribelægningsperle og belægningsfilm top, inklusive Lipo batteristabiliserende belægning, luftindslæbende belægningsdefekter og bulende belægningsdefekter
Bundlaget af Lipo batteriet er fremhævet med en ultraviolet (UV) sporstof, som lyser blåt under UV-lys, og top laget uden UV sporstof er sort. Hvis volumenstrømmen er for lav, bliver den bevægende kontakttråd ustabil og indfører luft i Lipo batterislammen.
Disse stoffer optræder som bobler eller striber i Lipo batteribelægningen. Omvendt, hvis volumenstrømmen er for høj, bliver væsken presset ud af belægningen i belægningsretningen, hvilket fører til blandede striber i Lipo batteribelægningen.

2 Faktorer, der påvirker stabiliteten af Lipo batteribelægning

For at studere stabiliteten af Lipo batteri belægninger blev hver belægningsbetingelse for Lipo batteriet med forskellige belægningshastigheder og våde filmtjockelser evalueret og klassificeret i tre kategorier: ingen defekt, nedre grænse og øvre grænse. Området mellem den defektfri belægning og den defekte belægning kaldes belægningsvinduet.
1) Forskellige belægningshastigheder af Lipo batteri
Belægningsstabilitet ved 127 μm mellemrum mellem belægningsbagruller: Ved 0,5 m/min er den minimale våde filmtæthed for defekt stabil belægning 87 μm, når hastigheden øges til 20 m/min, stiger tykkelsen til 90 μm, ved 1 m/min er der en topværdi.
2) Forskellig våd filmtæthed af Lipo batteri
Ved 0,5 m/min var den maksimale våde filmtæthed før bulge-udvidelse 147 μm, hvilket faldt til 133 μm ved 20 m/min. Defekter findes i det stabile belægningsområde mellem stabilitetsgrænserne, og den våde filmtæthed kan variere uden defektbelægning. Der sker ingen lagblanding mellem disse stabilitetsgrænser. Det kan ses, at den minimale våde filmtæthed af den defekte dobbeltlagsfilm er højere end enkeltlaget; ved en belægningshastighed på 20 m/min er enkeltlaget 64 μm og dobbeltlaget 90 μm.

Når det større mellemrum er 420 μm, er den nedre grænse for Lipo batteri defekt våd filmtæthed 300 μm. Den øvre grænse for våd filmtæthed er 510 μm ved 0,5 m/min og 450 μm ved 20 m/min. Den minimale våde filmtæthed af Lipo batteri dobbeltlags våd film er også betydeligt højere end enkeltlags. Dette skyldes strømningstilstande i den opstrøms meniskus. Hvis en Couette-strøm dannes i mellemrummet uden superponering af Poiseuille-strøm, er den simulerede trykbalance omtrent afbalanceret.
Dette er tilfældet, når den våde filmtæthed af Lipo batteri er halvdelen af mellemrummet i enkeltlagsbelægningen. For dobbeltlagsbelægningen var 50 % af den tilsvarende våde filmtæthed afgørende i denne undersøgelse.
I tilfælde af Lipo batteri dobbeltlags slot die er denne strømning forskellig fra strømningen i enkeltlags slot die, hvor to væskestrømme skabes på grund af de to tilførselsporte i dobbeltlags slot die.
For Lipo batteri stabiliserende belægninger med minimal våd filmtæthed er Couette- og Poi-skystrømning superponeret i flere lag, hvilket resulterer i en højere våd filmtæthed af Lipo batteri.

Ud over de foreslåede fejltilstande for Lipo batteri luftindtrængning og hævelse findes der også to-lags blandede belægningsdefekter af Lipo batteri. De UV-aktive markører blev visualiseret ved det foreslåede eksperimentelle setup, og et lag blanding (en blanding af to lag, det nederste lag af Lipo batteri var blåt med UV-tracer, og det øverste lag af Lipo batteri var upigmenteret sort, hvilket kan detekteres optisk)

3 procespunkter hvor Lipo batteri slot die blandes

Det eksperimentelt bestemte blandingsprocespunkt ligger under den minimale våde filmtæthed for luftindtrængning, derfor kan fejltilstanden for Lipo batteriblanding kun observeres ved meget lave Lipo batteribelægningshastigheder på 0,2 og 0,5 m/min. Der blev ikke registreret blanding ved belægningshastigheder over 1 m/min og over den minimale våde filmtæthed. Blandingen skyldes tilbagestrømning inden for de belagte perler og den resulterende intense vortexdannelse.

Litteraturen angiver, at Lipo batteri fejltilstand opstår, når lagtykkelsen af primeren er mindre end en tredjedel af bagrulleafstanden. For de Lipo batteri belægninger, der anvendes i denne undersøgelse, var forholdet mellem toplag og bundlag tykkelse 50%, hvilket resulterede i en kritisk bundlagstykkelse langt under den minimale våde filmtikhed i det relevante hastighedsområde, så Lipo batteri sammensætningen var uden for procesvinduet for dette eksperiment.

4 Analyse af løsningsstyrken af Lipo batteri belægning

Løsningsstyrken af Lipo batteri kan godt karakterisere bindingsvirkningen mellem folien og belægningen, og kan også indirekte observere migrationen af klæbemidlet. Vedhæftning under forskellige formuleringer af Lipo batteri bundlag og toplag: Vedhæftningen bestemmes hovedsageligt af SBR-indholdet nær opsamlingsfolien, jo større forhold, desto større vedhæftning.
Ved at fordoble SBR-indholdet direkte på Lipo batteri folien steg vedhæftningen også cirka to gange, fra 23 N/m for 3,7 vægt% SBR til 44 N/m for et enkelt lag med 7,4 vægt% SBR. Dette er tydeligt i både enkelt- og dobbeltlag af Lipo batteri.

Vedhæftning med en ensartet fordeling af bindemiddel for en enkeltlagsbelægning er lige så høj som for en to-lags belægning. For Lipo batteri to-lags belægning har bundlaget samme bindemiddelindhold som enkeltlaget, mens toplaget har meget mindre bindemiddel, B1 (SBR 4,97%) 1+B2 (SBR 2,49%) Vedhæftningen af C1 (SBR 7,46%) + C2 (SBR 0%) steg med 43,5% i forhold til A (SBR 3,73%). Derfor kan Lipo batteri-belagte elektroder med SBR bindemiddelgradienter betydeligt reducere det samlede bindemiddelindhold uden nogen negativ indvirkning på vedhæftningen.

5 Lipo batteri elektrisk ydelsesanalyse

Når hastigheden er lavere end 1C, er der ingen forskel i kapaciteten mellem enkeltlagsbelægning og dobbeltlagsbelægning. Ved højere hastigheder kan Lipo batteri med dobbeltlagsbelægning frigive højere kapacitet, og C1+C2 har den højeste kapacitet ved høje hastigheder. Med hensyn til cykelydelse, ved 1200 cyklusser, er den resterende kapacitet for A+A 87,7%, for B1+B2 87,6%, og for C1+C2 89,1%.

Den højere vedhæftning af Lipo batteri multilags elektroder bidrager til langtidsholdbar stabilitet. Sammenlignet med enkeltlagsbelægningen har Lipo batteri to-lags elektroden en højere afladningskapacitet på op til 11,0%, og viser en smule bedre resultater med hensyn til cykelydelse.
Ovenstående er hele indholdet af Lipo batteri belægning bragt til dig af Lipo batteri producenter. Jeg håber, at denne artikel vil hjælpe dig med at lære mere om Lipo batteri. For mere information om lithiumbatterier, læs venligst følgende:
1s lipo batteridesign N/P-forhold
Hvad er det centrale problem med den superhurtige opladning af power 2s lipo-batteriet?