Słabe złuszczanie ujemnej elektrody baterii Lipo: poprawione przez podwójną powłokę

Podczas powlekania i suszenia baterii Lipo klej migruje na powierzchnię z powodu sił kapilarnych, a wraz ze wzrostem prędkości powlekania baterii Lipo i grubości powłoki migracja kleju staje się bardziej intensywna podczas procesu suszenia, co dodatkowo osłabia powlekanie i adhezję między cieczami, negatywnie wpływając na wydajność baterii Lipo. Aby rozwiązać ten problem, powstała technologia podwójnego powlekania baterii Lipo. Poprzez powlekanie wielowarstwowe, podkład jest kompensowany wysokim udziałem SBR.

W badaniu, łącząc dwie zawiesiny baterii Lipo o różnej zawartości SBR, wykonano podwójne powlekanie zawiesiną z gradientem spoiwa SBR. Wszystkie elektrody baterii Lipo składają się z folii miedzianej z dolną warstwą o grubości 50% i górną warstwą o grubości 50%, w trzech konfiguracjach dwuwarstwowych (A+A, B1+B2 i C1+C2), jednocześnie przygotowano pojedynczą elektrodę baterii Lipo z odpowiednimi zawiesinami A jako odniesienie porównawcze.
W procesie podwójnego powlekania baterii Lipo mogą wystąpić trzy problemy: (1) infiltracja powietrza; (2) podłużne smugi; (3) mieszanie warstw górnej i dolnej. Następnie CNHL lipos, producent baterii Lipo, szczegółowo przedstawi zawartość powlekania baterii Lipo.

1 Defekt powłoki baterii Lipo

Odpowiedni widok koralika powłoki baterii Lipo i górnej warstwy powłoki, w tym stabilizującej powłoki baterii Lipo, defektów powłoki spowodowanych wciąganiem powietrza oraz defektów powłoki spowodowanych wybrzuszeniem
Dolna warstwa baterii Lipo jest podświetlana znacznikiem ultrafioletowym (UV), który świeci na niebiesko pod światłem UV, a górna warstwa bez znacznika UV jest czarna. Jeśli natężenie przepływu objętościowego jest zbyt niskie, ruchomy przewód kontaktowy staje się niestabilny i wprowadza powietrze do zawiesiny baterii Lipo.
Te substancje pojawiają się jako pęcherzyki lub smugi w powłoce baterii Lipo. Natomiast jeśli natężenie przepływu objętościowego jest zbyt wysokie, ciecz jest wypychana z powłoki w kierunku powlekania, co prowadzi do powstania mieszanych smug w powłoce baterii Lipo.

2 Czynniki wpływające na stabilność powłoki baterii Lipo

Aby zbadać stabilność powłok baterii Lipo, oceniono każdy warunek powlekania baterii Lipo przy różnych prędkościach powlekania i grubościach mokrej powłoki, klasyfikując je na trzy kategorie: bez defektów, dolna granica i górna granica. Obszar pomiędzy powłoką bez defektów a powłoką z defektami nazywany jest oknem powlekania.
1) Różne prędkości powlekania baterii Lipo
Stabilność powlekania przy szczelinie 127 μm między wałkami powlekającymi: przy 0,5 m/min minimalna grubość mokrej warstwy dla stabilnego powlekania bez defektów wynosi 87 μm, przy zwiększeniu prędkości do 20 m/min grubość wzrasta do 90 μm, przy 1 m/min wartość szczytowa.
2) Różna grubość mokrej warstwy baterii Lipo
Przy 0,5 m/min maksymalna grubość mokrej warstwy przed rozszerzeniem wypukłości wynosiła 147 μm, co zmniejszyło się do 133 μm przy 20 m/min. Defekty znajdują się w stabilnym obszarze powlekania pomiędzy granicami stabilności, a grubość mokrej warstwy może się zmieniać bez defektów powlekania. Między tymi granicami stabilności nie zachodzi mieszanie warstw. Widać, że minimalna grubość mokrej warstwy defektowej podwójnej warstwy jest wyższa niż pojedynczej warstwy, przy prędkości powlekania 20 m/min pojedyncza warstwa ma 64 μm, a podwójna 90 μm.

Gdy większa szczelina wynosi 420 μm, dolna granica defektu grubości mokrej warstwy baterii Lipo wynosi 300 μm. Górna granica grubości mokrej warstwy to 510 μm przy 0,5 m/min i 450 μm przy 20 m/min. Minimalna grubość mokrej warstwy podwójnej warstwy baterii Lipo jest również znacznie wyższa niż pojedynczej warstwy. Jest to spowodowane warunkami przepływu w górnym menisku. Jeśli w szczelinie tworzy się przepływ Couette bez nakładania się przepływu Poiseuille'a, symulowana równowaga ciśnienia jest mniej więcej zrównoważona.
Dotyczy to sytuacji, gdy grubość mokrej warstwy baterii Lipo wynosi połowę szczeliny powlekania pojedynczej warstwy. Dla powlekania dwuwarstwowego w tym badaniu decydująca była 50% odpowiadająca grubość mokrej warstwy.
W przypadku podwójnej szczeliny slot die baterii Lipo, ten przepływ różni się od przepływu w pojedynczej szczelinie slot die, gdzie tworzone są dwa przepływy cieczy z powodu dwóch portów zasilających podwójnej szczeliny slot die.
Dla powłok stabilizujących baterii Lipo o minimalnej grubości mokrej warstwy, przepływy Couette i Poi chmury nakładają się na siebie w wielu warstwach, co skutkuje większą grubością mokrej warstwy baterii Lipo.

Oprócz proponowanych trybów awarii związanych z wciąganiem powietrza i pęcznieniem baterii Lipo, występują również defekty powlekania mieszane dwuwarstwowe baterii Lipo. Markery aktywne UV zostały zwizualizowane za pomocą proponowanego układu eksperymentalnego i zaobserwowano jedną warstwę mieszania (mieszanka dwóch warstw, dolna warstwa baterii Lipo była niebieska z UV tracerem, a górna warstwa baterii Lipo była niepigmentowana czarna, co można wykryć optycznie)

3 Punkty procesu, w których następuje mieszanie w szczelinie slot die baterii Lipo

Eksperymentalnie określony punkt procesu mieszania jest poniżej minimalnej grubości mokrej warstwy infiltracji powietrza, dlatego tylko przy bardzo niskich prędkościach powlekania baterii Lipo wynoszących 0,2 i 0,5 m/min można zaobserwować tryb awarii mieszania baterii Lipo. Nie wykryto mieszania przy prędkościach powlekania powyżej 1 m/min i powyżej minimalnej grubości mokrej warstwy. Mieszanie jest spowodowane przepływem zwrotnym w obrębie powlekanych kulek i powstałym intensywnym wirującym ruchem.

Literatura wskazuje, że tryb uszkodzenia baterii Lipo występuje, gdy grubość warstwy podkładu jest mniejsza niż jedna trzecia szczeliny wałka tylnego. Dla powłok baterii Lipo używanych w tym badaniu, stosunek grubości warstwy wierzchniej do bazowej wynosił 50%, co skutkowało krytyczną grubością warstwy dolnej znacznie poniżej minimalnej grubości mokrej powłoki w odpowiednim zakresie prędkości, więc związek baterii Lipo był poza oknem procesu tego eksperymentu.

4 Analiza wytrzymałości na odrywanie powłoki baterii Lipo

Wytrzymałość na odrywanie baterii Lipo dobrze charakteryzuje efekt wiązania między folią a powłoką, a także pozwala pośrednio obserwować migrację kleju. Przyczepność przy różnych formułach powłoki bazowej i wierzchniej baterii Lipo: Przyczepność jest głównie determinowana przez zawartość SBR w pobliżu folii zbierającej, im większy stosunek, tym większa przyczepność.
Podwajając zawartość SBR bezpośrednio na folii baterii Lipo, przyczepność również wzrosła około dwukrotnie, z 23 N/m dla 3,7% wagowych SBR do 44 N/m dla pojedynczej warstwy 7,4% wagowych SBR. Jest to widoczne zarówno w powłokach jednowarstwowych, jak i dwuwarstwowych baterii Lipo.

Przyczepność z równomiernym rozkładem spoiwa dla powłoki jednowarstwowej jest tak wysoka jak dla powłoki dwuwarstwowej. W przypadku dwuwarstwowej powłoki baterii Lipo, warstwa bazowa ma taką samą zawartość spoiwa jak powłoka pojedyncza, podczas gdy warstwa wierzchnia ma znacznie mniej spoiwa, B1 (SBR 4,97%) 1+B2 (SBR 2,49%) Przyczepność C1 (SBR 7,46%) + C2 (SBR 0%) wzrosła o 43,5% w porównaniu do A (SBR 3,73%). Dlatego elektrody powlekane baterii Lipo z gradientami spoiwa SBR mogą znacznie zmniejszyć całkowitą zawartość spoiwa bez negatywnego wpływu na przyczepność.

5 Analiza właściwości elektrycznych baterii Lipo

Gdy szybkość jest niższa niż 1C, nie ma różnicy w pojemności powłoki jednowarstwowej i dwuwarstwowej. Przy wyższych szybkościach bateria Lipo z powłoką dwuwarstwową może uwolnić wyższą pojemność, a C1+C2 ma najwyższą pojemność przy wysokich szybkościach. Pod względem wydajności cyklu, po 1200 cyklach pozostała pojemność A+A wynosi 87,7%, B1+B2 87,6%, a C1+C2 89,1%.

Wyższa przyczepność wielowarstwowych elektrod baterii Lipo przyczynia się do długoterminowej stabilności. W porównaniu z powłoką jednowarstwową, dwuwarstwowa elektroda baterii Lipo ma wyższą pojemność rozładowania do 11,0% i wykazuje nieco lepsze wyniki pod względem wydajności cyklu.
Powyższe to cała zawartość powłoki baterii Lipo dostarczona przez producentów baterii Lipo. Mam nadzieję, że ten artykuł pomoże Ci lepiej poznać baterię Lipo. Aby uzyskać więcej informacji o bateriach litowych, proszę przeczytać poniższe:
projekt baterii 1s lipo stosunek N/P
Jaki jest kluczowy problem z bardzo szybkim ładowaniem baterii power 2s lipo?