קילוף לקוי של האלקטרודה השלילית של סוללת ליפו: שופר על ידי ציפוי כפול

כאשר סוללת Lipo מצופה ומיובש, הדבק ינדוד אל פני השטח בשל כוח קפילרי, וכאשר מהירות הציפוי של סוללת Lipo עולה ועובי הציפוי גדל, נדידת הדבק תהיה חמורה יותר במהלך תהליך הייבוש, מה שיחליש עוד יותר את הטיפול והאיסוף. ההיצמדות בין הנוזלים משפיעה לרעה על ביצועי סוללת Lipo. כדי לפתור בעיה זו, טכנולוגיית ציפוי דו-שכבתי של סוללת Lipo נוצרה. באמצעות ציפוי רב-שכבתי, הפריימר מפוצה עם יחס גבוה של SBR.

במחקר, על ידי שילוב שתי תמיסות סוללת Lipo עם תכולות SBR שונות, התמיסה עם דבק SBR במדרג צופה בשכבה כפולה. כל האלקטרודות של סוללת Lipo מורכבות מנייר נחושת עם שכבת תחתית בעובי 50% ושכבת עליונה בעובי 50%, שלוש תצורות דו-שכבתיות (A+A, B1+B2 ו-C1+C2), ובמקביל, עם התמיסות המתאימות הוכנה אלקטרודת סוללת Lipo חד-שכבתית כהשוואה.
לתהליך ציפוי דו-שכבתי של סוללת Lipo, עשויים להיות שלושה בעיות: (1) חדירת אוויר; (2) פסים אורך; (3) ערבוב של השכבות העליונה והתחתונה. בהמשך, CNHL lipos, יצרן סוללת Lipo, יציג בפירוט את תוכן ציפוי סוללת Lipo.

1 פגם בציפוי סוללת Lipo

תצוגה תואמת של חרוז ציפוי סוללת Lipo ועלי סרט הציפוי, כולל ציפוי מייצב סוללת Lipo, פגמי ציפוי עקב כניסת אוויר ופגמי ציפוי נפוחים
השכבה התחתונה של סוללת Lipo מודגשת עם חומר סימון אולטרה סגול (UV), הזוהר בכחול תחת אור UV, והשכבה העליונה ללא חומר סימון UV היא שחורה. אם קצב הזרימה נמוך מדי, חוט המגע הנע נעשה לא יציב ומכניס אוויר לתמיסת סוללת Lipo.
חומרים אלה מופיעים כבועות או פסים בציפוי סוללת Lipo. לעומת זאת, אם קצב זרימת הנפח גבוה מדי, הנוזל נדחף החוצה מהציפוי בכיוון הציפוי, מה שמוביל לפסים מעורבים בציפוי סוללת Lipo.

2 גורמים המשפיעים על יציבות ציפוי סוללת Lipo

לימוד יציבות ציפויי סוללת Lipo, כל תנאי ציפוי של סוללת Lipo עם מהירויות ציפוי שונות ועוביים של שכבת נוזל רטובה הוערך וסווג לשלוש קטגוריות: ללא פגם, גבול תחתון, וגבול עליון. השטח בין הציפוי ללא פגם לציפוי הפגום נקרא חלון הציפוי.
1) מהירויות ציפוי שונות של סוללת Lipo
יציבות הציפוי במרווח של 127 מיקרומטר בין גלגלי הציפוי האחוריים: ב-0.5 מ'/דקה, עובי הסרט הרטוב המינימלי לציפוי יציב ללא פגמים הוא 87 מיקרומטר, כאשר המהירות מוגברת ל-20 מ'/דקה, העובי עולה ל-90 מיקרומטר, בערך שיא של 1 מ'/דקה.
2) עובי סרט רטוב שונה של סוללת Lipo
ב-0.5 מ'/דקה, עובי הסרט הרטוב המקסימלי לפני התרחבות הבולט היה 147 מיקרומטר, שירד ל-133 מיקרומטר ב-20 מ'/דקה. הפגמים נמצאים באזור הציפוי היציב בין גבולות היציבות ועובי הסרט הרטוב יכול להשתנות ללא פגמי ציפוי. לא מתרחש ערבוב בין השכבות בין גבולות היציבות הללו. ניתן לראות שעובי הסרט הרטוב המינימלי של הסרט הדו-שכבתי הפגום גבוה מזה של השכבה היחידה, במהירות ציפוי של 20 מ'/דקה, השכבה היחידה היא 64 מיקרומטר והדו-שכבתי הוא 90 מיקרומטר.

כאשר המרווח הגדול יותר הוא 420 מיקרומטר, הגבול התחתון של עובי הסרט הרטוב לפגמי סוללת Lipo הוא 300 מיקרומטר. הגבול העליון של עובי הסרט הרטוב הוא 510 מיקרומטר ב-0.5 מ'/דקה ו-450 מיקרומטר ב-20 מ'/דקה. עובי הסרט הרטוב המינימלי של סרט דו-שכבתי של סוללת Lipo גבוה משמעותית מזה של שכבה אחת. זה נגרם על ידי תנאי הזרימה במניסקוס המעלה. אם נוצרת זרימת Couette במרווח ללא הצטברות של זרימת Poiseuille, איזון הלחצים המדומה הוא בערך מאוזן.
זהו המצב כאשר עובי הסרט הרטוב של סוללת Lipo הוא חצי מהמרווח של הציפוי חד-השכבתי. עבור הציפוי הדו-שכבתי, 50% מעובי הסרט הרטוב המתאים היו מכריעים במחקר זה.
במקרה של מותב חריץ דו-שכבתי של סוללת Lipo, זרימה זו שונה מהזרימה במותב חריץ חד-שכבתי, שבו נוצרים שני זרמי נוזל עקב שני פתחים להזנה של מותב החריץ הדו-שכבתי.
לציפויים מייצבי סוללת Lipo עם עובי סרט רטוב מינימלי, זרימת Couette ו-Poi cloud מצטברות בשכבות מרובות, מה שמוביל לעובי סרט רטוב גבוה יותר של סוללת Lipo.

בנוסף למצב הכשל המוצע של לכידת אוויר ונפיחות בסוללת Lipo, קיימים גם פגמים בציפוי מעורב בשתי שכבות של סוללת Lipo. הסמנים הפעילים באור UV הוצגו באמצעות ההתקנה הניסיונית המוצעת ושכבה אחת של ערבוב (תערובת של שתי שכבות, השכבה התחתונה של סוללת Lipo הייתה כחולה עם מעקב UV, והשכבה העליונה של סוללת Lipo הייתה שחורה ללא פיגמנט, שניתן לזהות אופטי)

3 נקודות תהליך שבהן מתבצע ערבוב במותב החריץ של סוללת Lipo

נקודת תהליך הערבוב שנקבעה בניסוי היא מתחת לעובי הסרט הרטוב המינימלי של חדירת אוויר, לכן, רק במהירויות ציפוי נמוכות מאוד של סוללת Lipo של 0.2 ו-0.5 מ'/דקה, ניתן להבחין במצב הכשל של ערבוב סוללת Lipo. לא זוהה ערבוב במהירויות ציפוי מעל 1 מ'/דקה ומעל לעובי הסרט הרטוב המינימלי. ערבוב נגרם על ידי זרימה חוזרת בתוך הגרגרים המצופים והסחרור האינטנסיבי הנובע.

הספרות מצביעה על כך שמצב כשל של סוללת Lipo מתרחש כאשר עובי שכבת הפריימר הוא פחות משליש מרווח הגלגל האחורי. עבור ציפויי סוללת Lipo ששימשו במחקר זה, יחס עובי שכבת העליונה לשכבת הבסיס היה 50%, מה שהוביל לעובי קריטי של השכבה התחתונה הנמוך בהרבה מעובי הסרט הרטוב המינימלי בטווח המהירויות הרלוונטי, ולכן תרכובת סוללת Lipo הייתה מחוץ לחלון התהליך של ניסוי זה.

4 ניתוח עוצמת הקילוף של ציפוי סוללת Lipo

עוצמת הקילוף של סוללת Lipo יכולה לתאר היטב את אפקט ההדבקה בין הפולי והציפוי, ויכולה גם לעקוב בעקיפין אחרי ההגירה של הדבק. ההיצמדות תחת נוסחאות שונות של שכבת הבסיס ושכבת העליונה של סוללת Lipo: ההיצמדות נקבעת בעיקר על ידי תכולת ה-SBR בקרבת פולי האיסוף, ככל שהיחס גבוה יותר, ההיצמדות גבוהה יותר.
על ידי הכפלת תכולת ה-SBR ישירות על פולי סוללת Lipo, ההיצמדות גם עלתה בערך פי שניים, מ-23 N/m עבור 3.7 משקל% SBR ל-44 N/m עבור שכבה יחידה של 7.4 משקל% SBR. זה ברור הן בשכבה יחידה והן בשכבות כפולות של סוללת Lipo.

ההיצמדות עם פיזור אחיד של דבק לציפוי חד-שכבתי היא גבוהה כמו זו של ציפוי דו-שכבתי. עבור ציפוי דו-שכבתי של סוללת Lipo, שכבת הבסיס מכילה את אותו כמות דבק כמו הציפוי היחיד, בעוד ששכבת העליונה מכילה הרבה פחות דבק, B1 (SBR 4.97%) 1+B2 (SBR 2.49%) ההיצמדות של C1 (SBR 7.46%) + C2 (SBR 0%) עלתה ב-43.5% ביחס ל-A (SBR 3.73%). לכן, אלקטרודות מצופות בסוללת Lipo עם גרדיאנטים של דבק SBR יכולות להפחית משמעותית את כמות הדבק הכוללת ללא השפעה שלילית על ההיצמדות.

5 ניתוח ביצועים חשמליים של סוללת Lipo

כאשר הקצב נמוך מ-1C, אין הבדל בקיבולת בין ציפוי חד-שכבתי לציפוי דו-שכבתי. בקצבים גבוהים יותר, סוללת Lipo עם ציפוי דו-שכבתי יכולה לשחרר קיבולת גבוהה יותר, ו-C1+C2 יש את הקיבולת הגבוהה ביותר בקצבים גבוהים. מבחינת ביצועי מחזור, ב-1200 מחזורים, הקיבולת הנותרת של A+A היא 87.7%, של B1+B2 היא 87.6%, ושל C1+C2 היא 89.1%.

ההיצמדות הגבוהה של אלקטרודות רב-שכבתיות בסוללת Lipo תורמת ליציבות לטווח ארוך. בהשוואה לציפוי חד-שכבתי, לאלקטרודה דו-שכבתית של סוללת Lipo יש קיבולת פריקה גבוהה יותר עד 11.0%, ומראה תוצאות מעט טובות יותר מבחינת ביצועי מחזור.
התוכן שלמעלה הוא כל התוכן של ציפוי סוללת Lipo שהובא לכם על ידי יצרני סוללות Lipo. אני מקווה שמאמר זה יעזור לכם ללמוד יותר על סוללת Lipo. למידע נוסף על סוללות ליתיום, אנא קראו את הדברים הבאים:
עיצוב סוללת ליפו 1s יחס N/P
מה הבעיה המרכזית בטעינה מהירה מאוד של סוללת ליפו power 2s?