Dålig avskalning av Lipo-batteriets negativa elektrod: förbättrad genom dubbelbeläggning

När Lipo battery beläggs och torkas, migrerar bindemedlet till ytan på grund av kapillärkraft, och när beläggningshastigheten för Lipo-batteriet ökar och beläggningens tjocklek ökar, blir migrationen av bindemedlet allvarligare under torkningsprocessen, vilket ytterligare försvagar påklädningen och samlingen. Vidhäftningen mellan vätskor påverkar Lipo-batteriets prestanda negativt. För att lösa detta problem uppstod Lipo-batteriets dubbellagerbeläggningsteknik. Genom flerskiktsbeläggning kompenseras primern med en hög andel SBR.

I studien, genom att kombinera två Lipo-batterislam med olika SBR-innehåll, dubbelbelades slammet med gradient SBR-bindemedel. Alla Lipo-batterielektroder består av kopparfolie med ett bottenlager på 50 % tjocklek och ett topplager på 50 % tjocklek, tre tvålagerskonfigurationer (A+A, B1+B2 och C1+C2), samtidigt förbereddes en enkel-lagers Lipo-batterielektrod med respektive slam som jämförelsereferens.
För Lipo-batteriets dubbellagerbeläggningsprocess kan det finnas tre problem: (1) luftinträngning; (2) längsgående ränder; (3) blandning av övre och nedre lager. Nästa, CNHL lipos, tillverkaren av Lipo-batterier, kommer att presentera innehållet om Lipo-batteribeläggning i detalj.

1 Lipo-batteribeläggningsdefekt

Motsvarande vy av Lipo-batteribeläggningens pärla och beläggningsfilmens topp, inklusive Lipo-batteristabiliserande beläggning, luftinfångningsdefekter och utbuktande beläggningsdefekter
Bottenlagret av Lipo-batteriet markeras med en ultraviolett (UV) spårare, som lyser blått under UV-ljus, och topplagret utan UV-spårare är svart. Om volymflödet är för lågt blir den rörliga kontakttråden instabil och luft introduceras i Lipo-batterislammet.
Dessa ämnen uppträder som bubblor eller ränder i Lipo-batteribeläggningen. Om volymflödet däremot är för högt, tvingas vätskan ut ur beläggningen i beläggningsriktningen, vilket leder till blandade ränder i Lipo-batteribeläggningen.

2 Faktorer som påverkar stabiliteten hos Lipo-batteribeläggning

För att studera stabiliteten hos Lipo-batteribeläggningar utvärderades varje beläggningsförhållande för Lipo-batteriet med olika beläggningshastigheter och våtfilmsjocklekar och klassificerades i tre kategorier: utan defekt, nedre gräns och övre gräns. Området mellan den defektfria beläggningen och den defekta beläggningen kallas beläggningsfönstret.
1) Olika beläggningshastigheter för Lipo batteri
Beläggningsstabilitet vid 127 μm gap mellan beläggningsbakrullar: Vid 0,5 m/min är den minsta våta filmtjockleken för defekt stabil beläggning 87 μm, när hastigheten ökas till 20 m/min ökar tjockleken till 90 μm, vid 1 m/min toppvärde.
2) Olika våta filmtjocklekar för Lipo batteri
Vid 0,5 m/min var den maximala våta filmtjockleken före utbuktning 147 μm, vilket minskade till 133 μm vid 20 m/min. Defekter finns i det stabila beläggningsområdet mellan stabilitetsgränserna och den våta filmtjockleken kan variera utan defektbeläggningsdefekter. Ingen blandning av lager sker mellan dessa stabilitetsgränser. Det kan ses att den minsta våta filmtjockleken för den defekta dubbel-lagersfilmen är högre än för enkel-lagret, vid en beläggningshastighet på 20 m/min är enkel-lagret 64 μm och dubbel-lagret 90 μm.

När det större gapet är 420 μm är den nedre gränsen för Lipo batteri defekt våt filmtjocklek 300 μm. Den övre gränsen för våt filmtjocklek är 510 μm vid 0,5 m/min och 450 μm vid 20 m/min. Den minsta våta filmtjockleken för Lipo batteri dubbel-lagers våt film är också avsevärt högre än för enkel-lagers. Detta orsakas av flödesförhållanden i den uppströms menisk. Om ett Couette-flöde bildas i gapet utan överlagring av Poiseuille-flöde är den simulerade tryckbalansen ungefär balanserad.
Detta är fallet när den våta filmtjockleken för Lipo batteri är hälften av gapet för enkel-lagers beläggning. För tvålagersbeläggningen var 50 % av motsvarande våta filmtjocklek avgörande i denna studie.
I fallet med Lipo batteri dubbel-lagers slot die skiljer sig detta flöde från flödet i enkel-lagers slot die, där två vätskeflöden skapas på grund av de två matningsportarna i dubbel-lagers slot die.
För Lipo batteri stabiliserande beläggningar med minimal våt filmtjocklek överlagras Couette- och Poi-molnflöden i flera lager, vilket resulterar i högre våt filmtjocklek för Lipo batteri.

Förutom de föreslagna feltyperna för Lipo batteri luftinträngning och svällning finns det också tvålagers blandade beläggningsdefekter för Lipo batteri. De UV-aktiva markörerna visualiserades med den föreslagna experimentella uppställningen och ett lager av blandning (en blandning av två lager, det undre lagret av Lipo batteri var blått med UV-spårare, och det övre lagret av Lipo batteri var opigmenterat svart, vilket kan detekteras optiskt)

3 processpunkter där Lipo batteri slot die blandas

Den experimentellt bestämda blandningsprocesspunkten ligger under den minsta våta filmtjockleken för luftinträngning, därför kan feltypen för Lipo batteriblandning endast observeras vid mycket låga beläggningshastigheter på 0,2 och 0,5 m/min. Ingen blandning upptäcktes vid beläggningshastigheter över 1 m/min och över den minsta våta filmtjockleken. Blandning orsakas av återflöde inom de belagda pärlorna och den resulterande intensiva virvelbildningen.

Litteraturen visar att Lipo batterifel uppstår när lager tjockleken på primern är mindre än en tredjedel av back-roll-gapet. För de Lipo batteribeläggningar som användes i denna studie var förhållandet mellan topplager och baslager 50 %, vilket resulterade i en kritisk bottenlagertjocklek långt under den minsta våta filmtjockleken i det relevanta hastighetsintervallet, så Lipo batterisammansättningen låg utanför processfönstret för detta experiment.

4 Analys av skalstyrka för Lipo batteribeläggning

Skalstyrkan hos Lipo batteri kan väl karaktärisera bindningseffekten mellan folien och beläggningen, och kan också indirekt observera migrationen av limmet. Vidhäftning under olika formuleringar av Lipo batteriets bas- och topplager: Vidhäftningen bestäms huvudsakligen av SBR-innehållet nära insamlingsfolien, ju större andel, desto större vidhäftning.
Genom att fördubbla SBR-innehållet direkt på Lipo batterifolien ökade vidhäftningen också ungefär tvåfaldigt, från 23 N/m för 3,7 vikt% SBR till 44 N/m för ett enkelt lager med 7,4 vikt% SBR. Detta är tydligt både i enkel- och dubbelager av Lipo batteri.

Vidhäftning med en jämn fördelning av bindemedel för enkelbeläggning är lika hög som för tvålagersbeläggning. För Lipo batteriets tvålagersbeläggning har basbeläggningen samma bindemedelsinnehåll som enkelbeläggningen, medan topplagret har mycket mindre bindemedel, B1 (SBR 4,97 %) 1+B2 (SBR 2,49 %) Vidhäftningen för C1 (SBR 7,46 %) + C2 (SBR 0 %) ökade med 43,5 % jämfört med A (SBR 3,73 %). Därför kan Lipo batteribelagda elektroder med SBR-bindemedelsgradienter avsevärt minska det totala bindemedelsinnehållet utan negativ påverkan på vidhäftningen.

5 Lipo batterielektrisk prestandaanalys

När hastigheten är lägre än 1C finns ingen skillnad i kapacitet mellan enkel- och dubbelbeläggning. Vid högre hastigheter kan Lipo batteriet med dubbelbeläggning frigöra högre kapacitet, och C1+C2 har den högsta kapaciteten vid höga hastigheter. Vad gäller cykelprestanda, vid 1200 cykler, är kvarvarande kapacitet för A+A 87,7 %, för B1+B2 87,6 % och för C1+C2 89,1 %.

Den högre vidhäftningen hos Lipo batteris multilager-elektroder bidrar till långsiktig stabilitet. Jämfört med enkelbeläggning har Lipo batteriets tvålagers-elektrod en högre urladdningskapacitet upp till 11,0 % och visar något bättre resultat vad gäller cykelprestanda.
Ovanstående är hela innehållet om Lipo batteribeläggning från Lipo batteritillverkare. Jag hoppas att denna artikel hjälper dig att lära dig mer om Lipo batteri. För mer information om litiumbatterier, vänligen läs följande:
1s lipo batteridesign N/P-förhållande
Vad är det största problemet med supersnabb laddning av power 2s lipo-batteriet?