Pengelupasan elektroda negatif baterai Lipo yang buruk: diperbaiki dengan pelapisan ganda

Ketika baterai Lipo dilapisi dan dikeringkan, perekat akan bermigrasi ke permukaan karena gaya kapiler, dan saat kecepatan pelapisan baterai Lipo meningkat dan ketebalan pelapisan bertambah, migrasi perekat akan menjadi lebih serius selama proses pengeringan, yang selanjutnya akan melemahkan pelapisan dan adhesi antar cairan. Hal ini berdampak negatif pada kinerja baterai Lipo. Untuk mengatasi masalah ini, teknologi pelapisan dua lapis baterai Lipo muncul. Melalui pelapisan multi-lapis, primer dikompensasi dengan rasio SBR yang tinggi.

Dalam studi ini, dengan menggabungkan dua slurry baterai Lipo dengan kandungan SBR yang berbeda, slurry dengan binder SBR gradien dilapisi dua kali. Semua elektroda baterai Lipo terdiri dari foil tembaga dengan lapisan bawah 50% ketebalan dan lapisan atas 50% ketebalan, tiga konfigurasi dua lapis (A+A, B1+B2 dan C1+C2), pada saat yang sama, dengan slurry masing-masing elektroda baterai Lipo satu lapis disiapkan sebagai referensi perbandingan.
Untuk proses pelapisan dua lapis baterai Lipo, mungkin ada tiga masalah: (1) infiltrasi udara; (2) garis-garis memanjang; (3) pencampuran lapisan atas dan bawah. Selanjutnya, CNHL lipos, produsen baterai Lipo, akan memperkenalkan isi pelapisan baterai Lipo secara rinci.

1 Cacat pelapisan baterai Lipo

Tampilan terkait dari manik pelapisan baterai Lipo dan bagian atas film pelapisan, termasuk pelapisan stabilisasi baterai Lipo, cacat pelapisan akibat masuknya udara, dan cacat pelapisan yang menggembung
Lapisan bawah baterai Lipo disorot dengan penanda ultraviolet (UV), yang bersinar biru di bawah cahaya UV, dan lapisan atas tanpa penanda UV berwarna hitam. Jika aliran volume terlalu rendah, kawat kontak yang bergerak menjadi tidak stabil dan memasukkan udara ke dalam slurry baterai Lipo.
Zat-zat ini muncul sebagai gelembung atau garis-garis pada pelapisan baterai Lipo. Sebaliknya, jika laju aliran volume terlalu tinggi, cairan dipaksa keluar dari pelapisan ke arah pelapisan, yang menyebabkan garis-garis campuran pada pelapisan baterai Lipo.

2 Faktor yang mempengaruhi stabilitas pelapisan baterai Lipo

Untuk mempelajari stabilitas pelapisan baterai Lipo, setiap kondisi pelapisan baterai Lipo dengan kecepatan pelapisan dan ketebalan film basah yang berbeda dievaluasi dan diklasifikasikan ke dalam tiga kategori: tanpa cacat, batas bawah, dan batas atas. Area antara pelapisan tanpa cacat dan pelapisan yang cacat disebut jendela pelapisan.
1) Kecepatan pelapisan baterai Lipo yang berbeda
Stabilitas pelapisan pada celah 127 μm antara rol belakang pelapisan: Pada 0,5 m/menit, ketebalan film basah minimum untuk pelapisan stabil tanpa cacat adalah 87 μm, ketika kecepatan ditingkatkan menjadi 20 m/menit, ketebalan meningkat menjadi 90 μm, pada 1 m/menit nilai puncak.
2) Ketebalan film basah baterai Lipo yang berbeda
Pada 0,5 m/menit, ketebalan film basah maksimum sebelum perluasan tonjolan adalah 147 μm, yang menurun menjadi 133 μm pada 20 m/menit. Cacat berada di wilayah pelapisan stabil antara batas stabilitas dan ketebalan film basah dapat bervariasi tanpa cacat pelapisan. Tidak terjadi pencampuran lapisan antara batas stabilitas ini. Dapat dilihat bahwa ketebalan film basah minimum dari film lapisan ganda yang cacat lebih tinggi daripada lapisan tunggal, pada kecepatan pelapisan 20 m/menit, lapisan tunggal adalah 64 μm dan lapisan ganda adalah 90 μm.

Ketika celah yang lebih besar adalah 420 μm, batas bawah ketebalan film basah cacat baterai Lipo adalah 300 μm. Batas atas ketebalan film basah adalah 510 μm pada 0,5 m/menit dan 450 μm pada 20 m/menit. Ketebalan film basah lapisan ganda baterai Lipo juga secara signifikan lebih tinggi daripada lapisan tunggal. Ini disebabkan oleh kondisi aliran di meniskus hulu. Jika aliran Couette terbentuk di celah tanpa tumpang tindih aliran Poiseuille, keseimbangan tekanan yang disimulasikan kira-kira seimbang.
Ini adalah kasus ketika ketebalan film basah baterai Lipo adalah setengah dari celah pelapisan lapisan tunggal. Untuk pelapisan dua lapis, 50% dari ketebalan film basah yang sesuai menjadi penentu dalam studi ini.
Dalam kasus slot die lapisan ganda baterai Lipo, aliran ini berbeda dari aliran pada slot die lapisan tunggal, di mana dua aliran fluida dibuat karena dua port umpan dari slot die lapisan ganda.
Untuk pelapisan stabilisasi baterai Lipo dengan ketebalan film basah minimum, aliran Couette dan Poi cloud bertumpuk dalam beberapa lapisan, menghasilkan ketebalan film basah baterai Lipo yang lebih tinggi.

Selain mode kegagalan yang diusulkan dari penyerapan udara dan pembengkakan baterai Lipo, juga terdapat cacat pelapisan campuran dua lapis pada baterai Lipo. Penanda aktif UV divisualisasikan oleh pengaturan eksperimental yang diusulkan dan satu lapisan pencampuran (campuran dua lapisan, lapisan bawah baterai Lipo berwarna biru dengan penanda UV, dan lapisan atas baterai Lipo berwarna hitam tanpa pigmen, yang dapat dideteksi secara optik)

3 Titik proses di mana slot die baterai Lipo dicampur

Titik proses pencampuran yang ditentukan secara eksperimental berada di bawah ketebalan film basah minimum dari infiltrasi udara, oleh karena itu, hanya pada kecepatan pelapisan baterai Lipo yang sangat rendah yaitu 0,2 dan 0,5 m/menit, mode kegagalan pencampuran baterai Lipo dapat diamati. Tidak ada pencampuran yang terdeteksi pada kecepatan pelapisan di atas 1 m/menit dan di atas ketebalan film basah minimum. Pencampuran disebabkan oleh aliran balik di dalam manik-manik yang dilapisi dan pusaran intens yang dihasilkan.

Literatur menunjukkan bahwa mode kegagalan baterai Lipo terjadi ketika ketebalan lapisan primer kurang dari sepertiga celah back-roll. Untuk pelapisan baterai Lipo yang digunakan dalam studi ini, rasio ketebalan lapisan atas dan lapisan dasar adalah 50%, yang menghasilkan ketebalan lapisan bawah kritis jauh di bawah ketebalan film basah minimum dalam rentang kecepatan terkait, sehingga senyawa baterai Lipo berada di luar jendela proses dari eksperimen ini.

4 Analisis kekuatan pengelupasan pelapisan baterai Lipo

Kekuatan pengelupasan baterai Lipo dapat menggambarkan dengan baik efek ikatan antara foil dan lapisan, dan juga dapat secara tidak langsung mengamati migrasi perekat. Adhesi di bawah formulasi berbeda dari lapisan dasar dan lapisan atas baterai Lipo: Adhesi terutama ditentukan oleh kandungan SBR di dekat foil koleksi, semakin besar rasio, semakin besar adhesi.
Dengan menggandakan kandungan SBR langsung pada foil baterai Lipo, adhesi juga meningkat sekitar dua kali lipat, dari 23 N/m untuk 3,7 wt% SBR menjadi 44 N/m untuk satu lapis 7,4 wt% SBR. Ini terlihat jelas pada lapisan tunggal maupun ganda baterai Lipo.

Adhesi dengan distribusi seragam perekat untuk pelapisan satu lapis sama tingginya dengan pelapisan dua lapis. Untuk pelapisan bilayer baterai Lipo, lapisan dasar memiliki kandungan perekat yang sama dengan lapisan tunggal, sementara lapisan atas memiliki perekat jauh lebih sedikit, B1 (SBR 4,97%) 1+B2 (SBR 2,49%) Adhesi C1 (SBR 7,46%) + C2 (SBR 0%) meningkat sebesar 43,5% relatif terhadap A (SBR 3,73%). Oleh karena itu, elektroda berlapis baterai Lipo dengan gradien perekat SBR dapat secara signifikan mengurangi total kandungan perekat tanpa dampak negatif pada adhesi.

5 Analisis kinerja listrik baterai Lipo

Ketika laju lebih rendah dari 1C, tidak ada perbedaan dalam kapasitas pelapisan satu lapis dan pelapisan dua lapis. Pada laju yang lebih tinggi, baterai Lipo dengan pelapisan dua lapis dapat melepaskan kapasitas yang lebih tinggi, dan C1+C2 memiliki kapasitas tertinggi pada laju tinggi. Dalam hal kinerja siklus, pada 1200 siklus, kapasitas tersisa A+A adalah 87,7%, B1+B2 adalah 87,6%, dan C1+C2 adalah 89,1%.

Adhesi yang lebih tinggi dari elektroda multilayer baterai Lipo berkontribusi pada stabilitas jangka panjang. Dibandingkan dengan pelapisan satu lapis, elektroda dua lapis baterai Lipo memiliki kapasitas pelepasan yang lebih tinggi hingga 11,0%, dan menunjukkan hasil yang sedikit lebih baik dalam hal kinerja siklus.
Di atas adalah seluruh isi pelapisan baterai Lipo yang dibawa kepada Anda oleh produsen baterai Lipo. Saya harap artikel ini akan membantu Anda mempelajari lebih lanjut tentang baterai Lipo. Untuk informasi lebih lanjut tentang baterai lithium, silakan baca berikut ini:
desain baterai lipo 1s rasio N/P
Apa masalah utama dengan pengisian super cepat baterai lipo power 2s?