Slechte afschilfering van de negatieve elektrode van de Lipo-batterij: verbeterd door dubbele coating

Wanneer Lipo-batterij wordt gecoat en gedroogd, migreert de lijm naar het oppervlak door capillaire kracht, en naarmate de coatingsnelheid van de Lipo-batterij toeneemt en de coatingdikte toeneemt, wordt de migratie van de lijm tijdens het droogproces ernstiger, wat de dressing en de hechting verder verzwakt. De hechting tussen vloeistoffen heeft een negatieve invloed op de prestaties van de Lipo-batterij. Om dit probleem op te lossen, is de dubbel-laags coatingtechnologie voor Lipo-batterijen ontstaan. Door middel van meerlaagse coating wordt de primer gecompenseerd met een hoog aandeel SBR.

In de studie werd door het combineren van twee Lipo-batterijslurries met verschillende SBR-gehaltes, de slurry met een gradient SBR-binder dubbel gecoat. Alle Lipo-batterijelektroden bestaan uit koperen folie met een onderste laag van 50% dikte en een bovenste laag van 50% dikte, drie tweelaagse configuraties (A+A, B1+B2 en C1+C2), tegelijkertijd werd met de respectievelijke slurries een enkel-laagse Lipo-batterijelektrode als vergelijkingsreferentie voorbereid.
Voor het dubbel-laags coatingproces van de Lipo-batterij kunnen er drie problemen zijn: (1) luchtinfiltratie; (2) longitudinale strepen; (3) vermenging van boven- en onderlagen. Vervolgens zal CNHL lipos, de fabrikant van Lipo-batterijen, de inhoud van de Lipo-batterijcoating in detail introduceren.

1 Lipo-batterijcoatingdefect

Overzicht van de Lipo-batterijcoatingparel en de bovenkant van de coatingfilm, inclusief Lipo-batterij stabiliserende coating, luchtinsluitingscoatingdefecten en bolvormige coatingdefecten
De onderste laag van de Lipo-batterij is gemarkeerd met een ultraviolette (UV) tracer, die blauw oplicht onder UV-licht, en de bovenste laag zonder UV-tracer is zwart. Als de volumestroom te laag is, wordt de bewegende contactdraad onstabiel en wordt er lucht in de Lipo-batterijslurry gebracht.
Deze stoffen verschijnen als bellen of strepen in de Lipo-batterijcoating. Omgekeerd, als de volumestroom te hoog is, wordt de vloeistof in de richting van de coating uit de coating geduwd, wat leidt tot gemengde strepen in de Lipo-batterijcoating.

2 Factoren die de stabiliteit van Lipo-batterijcoating beïnvloeden

Om de stabiliteit van Lipo-batterijcoatings te bestuderen, werd elke coatingconditie van de Lipo-batterij met verschillende coatingsnelheden en natte filmdiktes geëvalueerd en ingedeeld in drie categorieën: geen defect, ondergrens en bovengrens. Het gebied tussen de defectvrije coating en de defecte coating wordt het coatingvenster genoemd.
1) Verschillende coatingsnelheden van Lipo batterij
Coatingstabiliteit bij 127 μm opening tussen coating achterrollen: Bij 0,5 m/min is de minimale natte filmdikte voor defect stabiele coating 87 μm, wanneer de snelheid wordt verhoogd naar 20 m/min, neemt de dikte toe tot 90 μm, bij 1 m/min piekwaarde.
2) Verschillende natte filmdiktes van Lipo batterij
Bij 0,5 m/min was de maximale natte filmdikte vóór boluitzetting 147 μm, wat afnam tot 133 μm bij 20 m/min. Defecten bevinden zich in het stabiele coatinggebied tussen de stabiliteitsgrenzen en de natte filmdikte kan variëren zonder defect coatingdefecten. Er vindt geen mengen van lagen plaats tussen deze stabiliteitsgrenzen. Het is te zien dat de minimale natte filmdikte van de defecte dubbel-laags film hoger is dan die van de enkel-laags, bij een coatingsnelheid van 20 m/min is de enkel-laags 64 μm en de dubbel-laags 90 μm.

Wanneer de grotere opening 420 μm is, is de ondergrens van de natte filmdikte van het Lipo batterij defect 300 μm. De bovengrens van de natte filmdikte is 510 μm bij 0,5 m/min en 450 μm bij 20 m/min. De minimale natte filmdikte van de Lipo batterij dubbel-laags natte film is ook aanzienlijk hoger dan die van de enkel-laags. Dit wordt veroorzaakt door stromingsomstandigheden in de stroomopwaartse meniscus. Als een Couette-stroming zich vormt in de opening zonder de superpositie van Poiseuille-stroming, is de gesimuleerde drukbalans ongeveer in evenwicht.
Dit is het geval wanneer de natte filmdikte van Lipo batterij de helft is van de opening van de enkel-laags coating. Voor de tweelaags coating was 50% van de overeenkomstige natte filmdikte doorslaggevend in deze studie.
In het geval van de Lipo batterij dubbel-laags slotdüse is deze stroming anders dan de stroming in de enkel-laags slotdüse, waar twee vloeistofstromen worden gecreëerd door de twee toevoerpoorten van de dubbel-laags slotdüse.
Voor Lipo batterij stabiliserende coatings met minimale natte filmdikte worden Couette- en Poi-wolkstromen in meerdere lagen over elkaar gelegd, wat resulteert in een hogere natte filmdikte van Lipo batterij.

Naast de voorgestelde faalmodi van Lipo batterij luchtinsluiting en zwelling, zijn er ook tweelaags gemengde coatingdefecten van Lipo batterij. De UV-actieve markers werden gevisualiseerd door de voorgestelde experimentele opstelling en één laag mengen (een mengsel van twee lagen, de onderste laag van Lipo batterij was blauw met UV-tracer, en de bovenste laag van Lipo batterij was ongepigmenteerd zwart, wat optisch kan worden gedetecteerd)

3 Procespunten waar de Lipo batterij slotdüse wordt gemengd

Het experimenteel bepaalde mengprocespunt ligt onder de minimale natte filmdikte van luchtinfiltratie, daarom kan de faalmodus van Lipo batterij mengen alleen worden waargenomen bij zeer lage Lipo batterij coating snelheden van 0,2 en 0,5 m/min. Er werd geen mengen gedetecteerd bij coatingsnelheden boven 1 m/min en boven de minimale natte filmdikte. Mengen wordt veroorzaakt door terugstroming binnen de gecoate kralen en de resulterende intense vortexvorming.

De literatuur geeft aan dat de faalmodus van Lipo batterij optreedt wanneer de laagdikte van de primer minder is dan een derde van de back-roll opening. Voor de in deze studie gebruikte Lipo batterijcoatings waren de dikteverhoudingen van bovenlaag en basislaag 50%, wat resulteerde in een kritieke onderste laagdikte ruim onder de minimale natte filmdikte in het relevante snelheidsbereik, waardoor het Lipo batterijcompound buiten het procesvenster van dit experiment viel.

4 Analyse van de afpelsterkte van Lipo batterijcoating

De afpelsterkte van Lipo batterij kan het hechtingseffect tussen de folie en de coating goed karakteriseren, en kan ook indirect de migratie van de lijm observeren. Hechting onder verschillende formuleringen van Lipo batterij basislaag en bovenlaag: De hechting wordt voornamelijk bepaald door het SBR-gehalte nabij de verzamelingsfolie, hoe groter de verhouding, hoe groter de hechting.
Door het SBR-gehalte direct op de Lipo batterijfolie te verdubbelen, nam de hechting ook ongeveer twee keer toe, van 23 N/m voor 3,7 gew% SBR tot 44 N/m voor een enkele laag van 7,4 gew% SBR. Dit is duidelijk bij zowel enkelvoudige als dubbele lagen van Lipo batterij.

Hechting met een uniforme verdeling van bindmiddel voor een enkelvoudige coating is net zo hoog als die voor een tweelaagse coating. Voor Lipo batterij bilayer coating heeft de basislaag hetzelfde bindmiddelgehalte als de enkele laag, terwijl de bovenlaag veel minder bindmiddel bevat, B1 (SBR 4,97%) 1+B2 (SBR 2,49%) De hechting van C1 (SBR 7,46%) + C2 (SBR 0%) nam toe met 43,5% ten opzichte van A (SBR 3,73%). Daarom kunnen Lipo batterij gecoate elektroden met SBR bindmiddelgradiënten het totale bindmiddelgehalte aanzienlijk verminderen zonder negatieve invloed op de hechting.

5 Analyse van de elektrische prestaties van Lipo batterij

Wanneer het tarief lager is dan 1C, is er geen verschil in capaciteit tussen enkelvoudige coating en dubbele coating. Bij hogere tarieven kan de Lipo batterij met dubbele coating een hogere capaciteit vrijgeven, en C1+C2 heeft de hoogste capaciteit bij hoge tarieven. Wat betreft cyclusprestaties, bij 1200 cycli is de resterende capaciteit van A+A 87,7%, die van B1+B2 87,6% en die van C1+C2 89,1%.

De hogere hechting van Lipo batterij multilayer elektroden draagt bij aan langdurige stabiliteit. Vergeleken met de enkelvoudige coating heeft de Lipo batterij tweelaagse elektrode een hogere ontlaadcapaciteit tot 11,0% en toont iets betere resultaten wat betreft cyclusprestaties.
Het bovenstaande is de volledige inhoud van Lipo batterijcoating, aangeboden door Lipo batterijfabrikanten. Ik hoop dat dit artikel u helpt meer te leren over Lipo batterijen. Voor meer informatie over lithiumbatterijen, lees alstublieft het volgende:
1s lipo batterij ontwerp N/P verhouding
Wat is het belangrijkste probleem met het supersnel opladen van de power 2s lipo batterij?