Mala peladura del electrodo negativo de la batería de Lipo: mejorada mediante doble recubrimiento

Cuando se recubre y seca la batería Lipo, el adhesivo migra a la superficie debido a la fuerza capilar, y a medida que aumenta la velocidad de recubrimiento de la batería Lipo y el espesor del recubrimiento, la migración del adhesivo se vuelve más grave durante el proceso de secado, lo que debilita aún más el acabado y la adhesión entre fluidos, afectando negativamente el rendimiento de la batería Lipo. Para resolver este problema, surgió la tecnología de recubrimiento de doble capa para baterías Lipo. Mediante el recubrimiento multicapa, el imprimador se compensa con una alta proporción de SBR.

En el estudio, combinando dos suspensiones de batería Lipo con diferentes contenidos de SBR, se realizó un recubrimiento doble con suspensión de aglutinante SBR en gradiente. Todos los electrodos de batería Lipo consisten en una lámina de cobre con una capa inferior del 50% de espesor y una capa superior del 50% de espesor, tres configuraciones de dos capas (A+A, B1+B2 y C1+C2), al mismo tiempo, con las respectivas suspensiones se preparó un electrodo de batería Lipo de capa única como referencia comparativa.
Para el proceso de recubrimiento de doble capa de la batería Lipo, pueden presentarse tres problemas: (1) infiltración de aire; (2) rayas longitudinales; (3) mezcla de capas superior e inferior. A continuación, CNHL lipos, el fabricante de baterías Lipo, presentará en detalle el contenido del recubrimiento de la batería Lipo.

1 Defecto de recubrimiento de batería Lipo

Vista correspondiente de la gota de recubrimiento y la película superior del recubrimiento de la batería Lipo, incluyendo el recubrimiento estabilizador de la batería Lipo, defectos de recubrimiento por atrapamiento de aire y defectos de recubrimiento abultado
La capa inferior de la batería Lipo está resaltada con un trazador ultravioleta (UV), que brilla en azul bajo luz UV, y la capa superior sin trazador UV es negra. Si el flujo volumétrico es demasiado bajo, el alambre de contacto móvil se vuelve inestable e introduce aire en la suspensión de la batería Lipo.
Estas sustancias aparecen como burbujas o rayas en el recubrimiento de la batería Lipo. Por el contrario, si la tasa de flujo volumétrico es demasiado alta, el líquido es expulsado del recubrimiento en la dirección del recubrimiento, lo que conduce a rayas mezcladas en el recubrimiento de la batería Lipo.

2 Factores que afectan la estabilidad del recubrimiento de la batería Lipo

Para estudiar la estabilidad de los recubrimientos de baterías Lipo, se evaluó cada condición de recubrimiento de la batería Lipo con diferentes velocidades de recubrimiento y espesores de película húmeda, clasificándolos en tres categorías: sin defecto, límite inferior y límite superior. El área entre el recubrimiento sin defectos y el recubrimiento defectuoso se llama ventana de recubrimiento.
1) Diferentes velocidades de recubrimiento de la batería Lipo
Estabilidad del recubrimiento a una brecha de 127 μm entre los rodillos traseros de recubrimiento: A 0.5 m/min, el espesor mínimo de película húmeda para un recubrimiento estable sin defectos es de 87 μm, cuando la velocidad se incrementa a 20 m/min, el espesor aumenta a 90 μm, con un valor máximo a 1 m/min.
2) Diferente espesor de película húmeda de la batería Lipo
A 0.5 m/min, el espesor máximo de película húmeda antes de la expansión del abultamiento fue de 147 μm, que disminuyó a 133 μm a 20 m/min. Los defectos están en la región estable de recubrimiento entre los límites de estabilidad y el espesor de película húmeda puede variar sin defectos de recubrimiento. No ocurre mezcla de capas entre estos límites de estabilidad. Se puede observar que el espesor mínimo de película húmeda de la película bicapa defectuosa es mayor que el de la capa única, a una velocidad de recubrimiento de 20 m/min, la capa única es de 64 μm y la bicapa es de 90 μm.

Cuando la brecha mayor es de 420 μm, el límite inferior del espesor de película húmeda defectuosa de la batería Lipo es de 300 μm. El límite superior del espesor de película húmeda es de 510 μm a 0.5 m/min y 450 μm a 20 m/min. El espesor mínimo de película húmeda de la película bicapa de la batería Lipo también es significativamente mayor que el de una sola capa. Esto es causado por las condiciones de flujo en el menisco aguas arriba. Si se forma un flujo de Couette en la brecha sin la superposición del flujo de Poiseuille, el equilibrio de presión simulado está aproximadamente balanceado.
Este es el caso cuando el espesor de película húmeda de la batería Lipo es la mitad de la brecha del recubrimiento de una sola capa. Para el recubrimiento bicapa, el 50% del espesor de película húmeda correspondiente fue decisivo en este estudio.
En el caso del slot die de doble capa de la batería Lipo, este flujo es diferente del flujo en el slot die de capa única, donde se crean dos flujos de fluido debido a las dos entradas del slot die de doble capa.
Para los recubrimientos estabilizadores de la batería Lipo con espesor mínimo de película húmeda, los flujos de Couette y Poi cloud se superponen en múltiples capas, resultando en un mayor espesor de película húmeda de la batería Lipo.

Además de los modos de falla propuestos de entrada de aire y hinchazón en la batería Lipo, también existen defectos de recubrimiento mixto de dos capas en la batería Lipo. Los marcadores activos UV fueron visualizados mediante el montaje experimental propuesto y una capa de mezcla (una mezcla de dos capas, la capa inferior de la batería Lipo era azul con trazador UV, y la capa superior de la batería Lipo era negra no pigmentada, que puede detectarse ópticamente)

3 puntos de proceso donde se mezcla la batería Lipo con slot die

El punto de proceso de mezcla determinado experimentalmente está por debajo del espesor mínimo de película húmeda para la infiltración de aire, por lo tanto, solo a velocidades muy bajas de recubrimiento de la batería Lipo de 0.2 y 0.5 m/min, se puede observar el modo de falla de la mezcla de la batería Lipo. No se detectó mezcla a velocidades de recubrimiento superiores a 1 m/min y por encima del espesor mínimo de película húmeda. La mezcla es causada por el reflujo dentro de las cuentas recubiertas y el intenso vórtice resultante.

La literatura indica que el modo de falla de la batería Lipo ocurre cuando el espesor de la capa de imprimación es menor que un tercio del espacio del rodillo trasero. Para los recubrimientos de batería Lipo usados en este estudio, las proporciones de espesor de la capa superior y la capa base fueron del 50%, lo que resultó en un espesor crítico de la capa inferior muy por debajo del espesor mínimo de película húmeda en el rango de velocidad relevante, por lo que el compuesto de batería Lipo estaba fuera de la ventana de proceso de este experimento.

4 Análisis de la resistencia al pelado del recubrimiento de la batería Lipo

La resistencia al pelado de la batería Lipo puede caracterizar bien el efecto de unión entre la lámina y el recubrimiento, y también puede observar indirectamente la migración del adhesivo. Adhesión bajo diferentes formulaciones de capa base y capa superior de la batería Lipo: La adhesión está determinada principalmente por el contenido de SBR cerca de la lámina de recolección, cuanto mayor es la proporción, mayor es la adhesión.
Al duplicar el contenido de SBR directamente sobre la lámina de la batería Lipo, la adhesión también aumentó aproximadamente al doble, de 23 N/m para 3.7% en peso de SBR a 44 N/m para una sola capa de 7.4% en peso de SBR. Esto es evidente tanto en capas simples como dobles de la batería Lipo.

La adhesión con una distribución uniforme del aglutinante para un recubrimiento de una sola capa es tan alta como para un recubrimiento de dos capas. Para el recubrimiento bicapa de la batería Lipo, la capa base tiene el mismo contenido de aglutinante que la capa simple, mientras que la capa superior tiene mucho menos aglutinante, B1 (SBR 4.97%) 1+B2 (SBR 2.49%) La adhesión de C1 (SBR 7.46%) + C2 (SBR 0%) aumentó un 43.5% en relación con A (SBR 3.73%). Por lo tanto, los electrodos recubiertos con batería Lipo con gradientes de aglutinante SBR pueden reducir significativamente el contenido total de aglutinante sin ningún impacto negativo en la adhesión.

5 Análisis del rendimiento eléctrico de la batería Lipo

Cuando la tasa es inferior a 1C, no hay diferencia en la capacidad entre el recubrimiento de una sola capa y el de doble capa. A tasas más altas, la batería Lipo con recubrimiento de doble capa puede liberar mayor capacidad, y C1+C2 tiene la capacidad más alta a altas tasas. En cuanto al rendimiento de ciclo, a 1200 ciclos, la capacidad restante de A+A es 87.7%, la de B1+B2 es 87.6% y la de C1+C2 es 89.1%.

La mayor adhesión de los electrodos multicapa de la batería Lipo contribuye a la estabilidad a largo plazo. En comparación con el recubrimiento de una sola capa, el electrodo de dos capas de la batería Lipo tiene una capacidad de descarga hasta un 11.0% mayor y muestra resultados ligeramente mejores en términos de rendimiento de ciclo.
Lo anterior es el contenido completo del recubrimiento de batería Lipo presentado por los fabricantes de baterías Lipo. Espero que este artículo le ayude a aprender más sobre la batería Lipo. Para más información sobre baterías de litio, por favor lea lo siguiente:
diseño de batería lipo 1s relación N/P
¿Cuál es el problema clave con la carga súper rápida de la batería lipo power 2s?