Huono Lipo-akun negatiivisen elektrodin kuorinta: parannettu kaksoispinnoituksella

Kun Lipo-akku pinnoitetaan ja kuivataan, liima siirtyy pinnalle kapillaarivoiman vaikutuksesta, ja kun Lipo-akun pinnoitusnopeus kasvaa ja pinnoitteen paksuus lisääntyy, liiman siirtyminen kuivatusprosessin aikana pahenee, mikä heikentää edelleen päällystettä ja keräystä. Nesteiden välinen tarttuvuus vaikuttaa negatiivisesti Lipo-akun suorituskykyyn. Tämän ongelman ratkaisemiseksi syntyi Lipo-akun kaksikerrospinnoitustekniikka. Monikerrospinnoituksen avulla pohjuste korvataan korkealla SBR-suhteella.

Tutkimuksessa yhdistämällä kaksi Lipo-akun lietettä, joissa on eri SBR-pitoisuudet, lietettä, jossa on liukuvärjätty SBR-sidosaine, pinnoitettiin kaksinkertaisesti. Kaikki Lipo-akun elektrodien koostuvat kuparifoliosta, jonka pohjakerroksen paksuus on 50 % ja yläkerroksen paksuus 50 %, kolmessa kaksikerroksisessa kokoonpanossa (A+A, B1+B2 ja C1+C2), samalla kun kunkin lietteen A yksikerroksinen Lipo-akun elektrodi valmistettiin vertailuviitteeksi.
Lipo-akun kaksikerrospinnoitusprosessissa voi esiintyä kolme ongelmaa: (1) ilman tunkeutuminen; (2) pitkittäiset juovat; (3) ylä- ja alakerrosten sekoittuminen. Seuraavaksi CNHL lipos, Lipo-akun valmistaja, esittelee Lipo-akun pinnoituksen sisällön yksityiskohtaisesti.

1 Lipo-akun pinnoitevika

Vastaava näkymä Lipo-akun pinnoitehelmen ja pinnoitekalvon yläosasta, mukaan lukien Lipo-akun stabiloiva pinnoite, ilman sisäänpääsyn aiheuttamat pinnoitevian ja pullistumisen aiheuttamat pinnoitevian
Lipo-akun pohjakerros on korostettu ultraviolettivaloa (UV) heijastavalla jäljittäjällä, joka hohtaa sinisenä UV-valossa, ja ylin kerros ilman UV-jäljittäjää on musta. Jos tilavuusvirtaus on liian alhainen, liikkuva kosketusjohto muuttuu epävakaaksi ja päästää ilmaa Lipo-akun lietteeseen.
Nämä aineet ilmestyvät kuplina tai juovina Lipo-akun pinnoitteessa. Toisaalta, jos tilavuusvirtaus on liian suuri, neste pakotetaan pois pinnoitteesta pinnoituksen suuntaan, mikä johtaa sekoittuneisiin juoviin Lipo-akun pinnoitteessa.

2 Tekijää, jotka vaikuttavat Lipo-akun pinnoitteen stabiilisuuteen

Tutkiakseen Lipo-akun pinnoitteiden stabiilisuutta, arvioitiin ja luokiteltiin jokainen Lipo-akun pinnoitusolosuhde, jossa oli erilaisia pinnoitusnopeuksia ja märän kalvon paksuuksia, kolmeen kategoriaan: ilman vikaa, alaraja ja yläraja. Alue vianvapaiden ja viallisten pinnoitteiden välillä kutsutaan pinnoiteikkunaksi.
1) Lipo-akun erilaiset pinnoitusnopeudet
Pinnoituksen vakaus 127 μm raolla pinnoituksen takarullien välillä: Nopeudella 0,5 m/min vikavakaa pinnoituksen minimikostea kalvon paksuus on 87 μm, kun nopeutta nostetaan 20 m/min, paksuus kasvaa 90 μm:iin, huippuarvo 1 m/min.
2) Lipo-akun erilainen kostean kalvon paksuus
Nopeudella 0,5 m/min suurin kosteankalvon paksuus ennen pullistuman laajenemista oli 147 μm, joka laski 133 μm:iin 20 m/min. Viat ovat vakaalla pinnoitusalueella vakausrajojen välillä, ja kosteankalvon paksuus voi vaihdella ilman pinnoitusvirheitä. Kerrosten sekoittumista ei tapahdu näiden vakausrajojen välillä. Voidaan nähdä, että viallisten kaksikerroksisten kalvojen minimikosteankalvon paksuus on suurempi kuin yksikerroksisella; pinnoitusnopeudella 20 m/min yksikerroksinen on 64 μm ja kaksikerroksinen 90 μm.

Kun suurempi rako on 420 μm, Lipo-akun vian kosteankalvon paksuuden alaraja on 300 μm. Kosteankalvon paksuuden yläraja on 510 μm 0,5 m/min ja 450 μm 20 m/min. Lipo-akun kaksikerroksisen kosteankalvon minimipaksuus on myös merkittävästi suurempi kuin yksikerroksisella. Tämä johtuu virtauksista ylävirran meniskissä. Jos Couette-virtaus muodostuu raossa ilman Poiseuille-virtauksen päällekkäisyyttä, simuloitu paineen tasapaino on suunnilleen tasapainossa.
Tämä on tilanne, kun Lipo-akun kostean kalvon paksuus on puolet yksikerroksisen pinnoituksen raosta. Kaksikerroksisessa pinnoituksessa 50 % vastaavasta kosteasta kalvon paksuudesta oli ratkaiseva tässä tutkimuksessa.
Lipo-akun kaksikerroksisen slot die -levyn tapauksessa tämä virtaus poikkeaa yksikerroksisen slot die -levyn virtauksesta, jossa kaksikerroksisen slot die -levyn kahden syöttöportin vuoksi syntyy kaksi nestevirtausta.
Lipo-akun stabiloivissa pinnoitteissa, joissa on minimikostea kalvon paksuus, Couette- ja Poi-pilvivirtaus päällekkäin useissa kerroksissa, mikä johtaa korkeampaan Lipo-akun kosteaan kalvon paksuuteen.

Lipo-akun ilman sisäänvirtauksen ja turpoamisen ehdotettujen vikamuotojen lisäksi on myös kaksikerroksisia sekoittuneita pinnoitusvirheitä. UV-aktiiviset merkit visualisoitiin ehdotetulla kokeellisella asetelmalla ja yksi sekoittumisen kerros (kahden kerroksen seos, Lipo-akun alakerros oli sininen UV-jäljittäjällä ja yläkerros oli väritön musta, joka voidaan havaita optisesti)

3 prosessipistettä, joissa Lipo-akun slot die -levy sekoittuu

Kokeellisesti määritetty sekoitusprosessin piste on alle ilman tunkeutumisen minimikostean kalvon paksuuden, joten vain hyvin alhaisilla Lipo-akun pinnoitusnopeuksilla 0,2 ja 0,5 m/min voidaan havaita Lipo-akun sekoituksen vikamuoto. Sekoitusta ei havaittu pinnoitusnopeuksilla yli 1 m/min eikä minimikostean kalvon paksuuden yläpuolella. Sekoitus johtuu takaisinvirtauksesta pinnoitettujen helmien sisällä ja siitä seuraavasta voimakkaasta pyörteisyydestä.

Kirjallisuus osoittaa, että Lipo-akun vikaantumistapa ilmenee, kun pohjamaalin kerrospaksuus on alle kolmasosa takarullan raosta. Tässä tutkimuksessa käytetyissä Lipo-akun pinnoitteissa pintakerroksen ja pohjakerroksen paksuusosuus oli 50 %, mikä johti kriittiseen pohjakerroksen paksuuteen, joka oli selvästi alle minimikostean kalvon paksuuden kyseisellä nopeusalueella, joten Lipo-akun yhdiste oli tämän kokeen prosessiikkunan ulkopuolella.

4 Lipo-akun pinnoitteen irrotuslujuuden analyysi

Lipo-akun irrotuslujuus kuvaa hyvin foliokennon ja pinnoitteen välistä sidosta ja voi myös epäsuorasti havainnoida liiman siirtymistä. Tarttuvuus eri Lipo-akun pohja- ja pintakerroksen koostumuksilla: Tarttuvuus määräytyy pääasiassa SBR-pitoisuuden mukaan keräysfolion lähellä, mitä suurempi suhde, sitä suurempi tarttuvuus.
Kaksinkertaistamalla SBR-pitoisuus suoraan Lipo-akun foliolla tarttuvuus kasvoi myös noin kaksinkertaiseksi, 23 N/m:stä 3,7 painoprosentin SBR:llä 44 N/m:iin yksikerrospinnoitteella, jossa on 7,4 painoprosenttia SBR:ää. Tämä näkyy sekä yksikerros- että kaksikerrospinnoitteissa Lipo-akussa.

Yhden kerroksen pinnoitteen tarttuvuus, jossa sitova aine on tasaisesti jakautunut, on yhtä korkea kuin kaksikerrospinnoitteella. Lipo-akun kaksikerrospinnoitteessa pohjakerroksessa on sama sitovan aineen määrä kuin yksikerrospinnoitteessa, kun taas pintakerroksessa on paljon vähemmän sitovaa ainetta, B1 (SBR 4,97 %) 1+B2 (SBR 2,49 %) C1 (SBR 7,46 %) + C2 (SBR 0 %) tarttuvuus kasvoi 43,5 % verrattuna A:han (SBR 3,73 %). Siksi SBR-sitovien aineiden gradientilla varustetut Lipo-akun pinnoitetut kennot voivat merkittävästi vähentää kokonaismäärää ilman haitallista vaikutusta tarttuvuuteen.

5 Lipo-akun sähköisen suorituskyvyn analyysi

Kun nopeus on alle 1C, yksikerrospinnoitteen ja kaksikerrospinnoitteen kapasiteetissa ei ole eroa. Korkeammilla nopeuksilla kaksikerrospinnoitteella varustettu Lipo-akku voi vapauttaa suuremman kapasiteetin, ja C1+C2:lla on korkein kapasiteetti suurilla nopeuksilla. Syklisuorituskyvyn osalta 1200 syklissä A+A:n jäljellä oleva kapasiteetti on 87,7 %, B1+B2:n 87,6 % ja C1+C2:n 89,1 %.

Lipo-akun monikerroskennojen parempi tarttuvuus edistää pitkäaikaista vakautta. Verrattuna yksikerrospinnoitteeseen, Lipo-akun kaksikerroksisella kennolla on jopa 11,0 % suurempi purkautumiskapasiteetti ja se osoittaa hieman parempia tuloksia syklisuorituskyvyssä.
Yllä on koko Lipo-akun pinnoitteen sisältö, jonka ovat tuottaneet Lipo-akun valmistajat. Toivon, että tämä artikkeli auttaa sinua oppimaan lisää Lipo-akusta. Lisätietoja litiumakuista saat lukemalla seuraavat:
1s lipo-akun suunnittelu N/P-suhde
Mikä on pääongelma Power 2s lipo -akun erittäin nopeassa latauksessa?