Come caratterizzare la stabilità e la dispersione del liquame della batteria?

La stabilità e la disperdibilità della batteria i liquami hanno un impatto importante sulle proprietà degli elettrodi e dei prodotti finiti prodotti a batteria. Quindi, come caratterizzare la stabilità e la disperdibilità di liquame della batteria?

Metodo di caratterizzazione della batteria stabilità dei liquami

1. Metodo del contenuto solido

Il metodo di test del contenuto solido è a basso costo e un metodo facile da testare. Il suo principio è quello di posizionare il liquame in un contenitore e prelevare campioni nella stessa posizione a intervalli regolari per testarli e analizzarli il contenuto solido. Giudicando la differenza nel contenuto solido, la stabilità di si può giudicare il liquame della batteria al litio per vedere se ce ne sono sedimentazione, stratificazione e altri fenomeni.

2. Metodo della viscosità

Anche il metodo di test della viscosità può riflettono fondamentalmente la stabilità del liquame. Il suo principio è quello di posizionare il il liquame in un contenitore e testarne la viscosità a intervalli regolari. IL la stabilità dell'impasto liquido può essere giudicata dal cambiamento di viscosità.

3. Stabilità Analizzatore

L'uso di l'analizzatore di stabilità può parlare con i dati. Ad esempio, Sung et al. usato a analizzatore di stabilità per monitorare le variazioni di trasmissione della luce di diversi pH fanghi utilizzando PAA come legante entro 12 ore. La trasmissione luminosa iniziale e valori di variazione su 12 ore del neutro i liquami erano più piccoli. Poiché i materiali di nerofumo assorbono la luce, una trasmissione luminosa inferiore indica una migliore dispersione del nerofumo particelle e microagglomerati più piccoli hanno aree superficiali specifiche più grandi, migliorando così l'efficienza di assorbimento della luce. Allo stesso tempo, il piccolo ciò indica un cambiamento nella trasmissione luminosa dell'impasto liquido entro 12 ore l'impasto liquido ha una buona stabilità della dispersione durante il processo statico, come mostrato in la figura seguente.

4. Caratterizzazione del potenziale Zeta

Potenziale Zeta si riferisce al potenziale del piano di taglio, noto anche come elettrocinetico forza potenziale o elettromotrice ed è un indicatore importante per la caratterizzazione la stabilità delle dispersioni colloidali. Più piccole sono le molecole o disperse particelle, maggiore è il valore assoluto del potenziale Zeta (positivo o negativo), e più stabile è il sistema, cioè la dissoluzione o la dispersione può resistere all'aggregazione. Viceversa, minore è il potenziale Zeta (positivo o negativo), tanto più tende a coagulare o ad aggregarsi, cioè l'attrazione supera la repulsione, la dispersione viene distrutta e si verifica coagulazione o aggregazione.

Caratterizzazione metodo di dispersione dei liquami della batteria

1. Finezza

La finezza è un importante indicatore di prestazione dei liquami della batteria, che può riflettere informazioni quali la dimensione delle particelle del liquame e la dispersione. Il valore della finezza può essere utilizzato per capire se le particelle nel liquame sono disperse e se gli agglomerati sono deagglomeratati.

2. Membrana impedenza

Batteria al litio l'impasto liquido è un sistema misto solido-liquido formato da elettrodi disperdenti attivi materiali e agenti conduttivi in ​​una soluzione legante. Secondo il principio del test di impedenza della membrana a quattro sonde, l'impedenza della membrana dell'impasto liquido è testato. Lo stato di distribuzione dell'agente conduttivo nell'impasto liquido può essere analizzato quantitativamente attraverso la resistività per giudicare l'effetto di dispersione di il liquame. Il processo di test specifico è: utilizzare un applicatore di pellicola per rivestire uniformemente l'impasto sulla pellicola isolante, quindi scaldarlo e asciugarlo, misurare lo spessore del rivestimento dopo l'essiccazione, tagliare il campione e la dimensione incontra l'infinito requisito. Infine, utilizzare quattro sonde per misurare la membrana dell'elettrodo impedenza e calcolare la resistività in base allo spessore.

3. Scansione microscopia elettronica/analisi dello spettro energetico/microscopia crioelettronica

Elettrone di scansione la microscopia (SEM) può essere utilizzata per osservare direttamente la morfologia della batteria liquami e collaborare con l'analisi dello spettro energetico (EDS) per analizzare il dispersione di ciascun componente. Tuttavia, durante la preparazione dei campioni, l'essiccazione dei il liquame durante questo processo può causare la ridistribuzione del proprio componenti. La microscopia crioelettronica (Cryo-SEM) può mantenere l'originale stato di distribuzione dei componenti dei liquami, così ha cominciato ad essere di recente utilizzato nell'analisi delle proprietà dei liquami.

4. Elettrodo Imaging TC

TAC dell'elettrodo l'imaging può osservare direttamente lo stato di dispersione delle particelle nel elettrodo. Come mostrato nella figura seguente, ci sono più particelle grandi agglomerate nell'elettrodo nella Figura a, le particelle agglomerate nell'elettrodo elettrodo nella Figura b sono significativamente ridotti e quasi non ce ne sono particelle di grandi dimensioni agglomerate nell'elettrodo nella Figura c.

5. Laser tecnologia di misurazione della diffrazione

Diffrazione laser la tecnologia di misurazione utilizza la teoria dello scattering di Fresnel e la teoria di Fraunhofer ottenere la dimensione e la distribuzione delle particelle. L'analizzatore laser della dimensione delle particelle basato su questa tecnologia ha un'elevata precisione di misurazione, una buona ripetibilità e una breve durata tempo di misurazione. È stato ampiamente utilizzato nelle fabbriche di batterie per testare la dimensione delle particelle dei liquami nelle batterie.

6. Metodo di analisi mediante spettroscopia di impedenza elettrochimica

Ad esempio, Wang et al. utilizzato il metodo di analisi della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) per direttamente eanalizzare lo spettro di impedenza del liquame liquido e ottenere il caratteristiche elettrochimiche dell'impasto liquido a diverse concentrazioni di particelle. E attraverso i risultati dell'adattamento dello spettro di impedenza, un metodo di valutazione per la struttura di distribuzione interna delle particelle dell'impasto liquido degli elettrodi basato su è stato stabilito il modello del circuito equivalente a parametri, che ne ha fornito uno nuovo idea per la misurazione online e la valutazione online dell'interno struttura non uniforme del liquame della batteria agli ioni di litio. Il principio del test EIS è mostrato nella figura.

Metodi per caratterizzando sia la stabilità che la disperdibilità del liquame

1. Reometro

(1) Test di viscoelasticità

Le caratteristiche viscoelastiche del liquame sono caratterizzate da i valori relativi del modulo di accumulo (Gâ²) e del modulo di perdita (Gâ³). Il modulo di accumulo Gâ², noto anche come modulo elastico, rappresenta la capacità immagazzinata a cui è sottoposto il liquame deformazione elastica reversibile ed è una misura della deformazione elastica di il liquame. Il modulo di perdita Gâ³, noto anche come modulo viscoso, rappresenta l'energia consumata a cui è sottoposto il liquame deformazione irreversibile ed è una misura della deformazione viscosa del liquame. Nella scansione di frequenza, basandosi sulla dimensione relativa di Gâ²e Gâ³e valutando la sensibilità di Gâ²alla frequenza angolare, è possibile riflettere se il il liquame è allo stato fluido o allo stato solido. Nella gamma delle basse frequenze, Gâ²Gâ³e maggiore è la differenza, il migliore la stabilità del liquame. Come mostrato nella figura seguente, la stabilità di impasto di grafite naturale è migliore di quello di impasto di grafite sintetica.

(2) Cambiamentiin viscosità con shear rate

La viscosità di un impasto liquido solitamente cambia con la velocità di taglio. Quando esiste un comportamento di assottigliamento al taglio, nel liquame sono presenti agglomerati morbidi che vengono facilmente distrutti dal taglio stress. Al contrario, solitamente indica la presenza di ispessimento al taglio che ci siano particelle dure aggregate nel liquame. In generale, i fanghi con tassi di diluizione al taglio più rapidi tendono ad avere una migliore disperdibilità, ignorando la distruzione del legante dovuta alla forza di taglio. Come mostrato nella figura di seguito, l'impasto liquido rappresentato dal cerchio cavo ha una migliore disperdibilità rispetto agli altri due liquami.

(3) Resa prova da sforzo

Lo stress da rendimento in reologia è definito come lo stress applicato al quale la plastica irreversibile la deformazione viene prima osservata sul campione. Teoricamente, lo stress di rendimento è lo stress minimo richiesto per avviare il flusso. L'analisi del rendimento è importante per tutti i fluidi a struttura complessa. Aiuta a comprendere meglio il prodotto prestazioni, come durata di conservazione e stabilità contro la sedimentazione o la fase separazione. Esistono diversi metodi reologici che possono essere utilizzati determinare lo stress di snervamento. La figura seguente mostra l'analisi dello stress di rendimento utilizzando il metodo ramp-down del flusso di taglio. Dai risultati dei test, si può vedere che a velocità di taglio moderate, lo stress di taglio diminuisce con la velocità di taglio diminuisce. Tuttavia, quando la velocità di taglio viene ulteriormente ridotta, la curva dello stress raggiunge un livello stabile ed è indipendente dal tasso. Questo valore di stress stabile è chiamato punto di snervamento. Allo stesso tempo, il misurato "apparente "la curva di viscosità" diventa infinita e ha una relazione lineare con la velocità di taglio quando la pendenza è -1.

Poiché sintetico la grafite ha una dimensione delle particelle più grande e una forma delle particelle più irregolare, il i liquami mostrano uno stress di snervamento inferiore e una struttura di rete più debole. Perciò, questo campione di liquame di grafite sintetica sarà più suscettibile alla sedimentazione e separazione di fase. La sedimentazione del liquame può portare ad una distribuzione non uniforme del liquame materiali attivi sull'elettrodo, riducendo così le prestazioni della batteria.

(4) Tixotropia

Dopo il rivestimento, il liquame della batteria si livellerà sotto l'azione della gravità e della tensione superficiale sul collettore attuale. Nell'intervallo di velocità di taglio basso, si spera che il la viscosità tornerà gradualmente all'alta viscosità prima del rivestimento. Prima di esso ritorna ad alta viscosità, la viscosità del liquame è ancora relativamente bassa, facile da livellare e la superficie del rivestimento è liscia e di spessore uniforme. IL il tempo di recupero non dovrebbe essere né troppo lungo né troppo breve. Se anche il tempo di recupero lo è a lungo, la viscosità del liquame sarà troppo bassa durante il processo di livellamento, ed è facile che si formino delle code oppure lo spessore del bordo inferiore sia maggiore rispetto allo spessore del rivestimento superiore. Se il tempo è troppo breve, la sospensione non avrà il tempo di livellare.

2. Liquame misuratore di resistenza

Il liquame il parametro di resistività ha una correlazione significativa con la formula del liquame, il tipo e il contenuto dell'agente conduttivo, il tipo e il contenuto del legante, ecc. Dopo che l'impasto liquido è stato agitato e lasciato riposare per un periodo di tempo, potrebbe verificarsi la sedimentazione del gel e verrà visualizzato anche il valore di resistività diversi gradi di cambiamento. Pertanto, la resistività dell'impasto liquido può essere utilizzata come a metodo per caratterizzare l'uniformità e la stabilità elettrica del liquame proprietà.

Metodo di prova: put un certo volume di impasto liquido (circa 80 ml) nel misurino di vetro, inserire a pulire la penna dell'elettrodo, avviare il software, testare la variazione della resistività dell'impasto liquido a tre paia di elettrodi nel tempo e salvarlo nel documento.

Parametri del test: resistività, temperatura, tempo

Calcolo formula: Resistività (Ω*cm):Ρe=U/I * S/L

Caratteristiche:

1. Separare il linee di tensione e corrente, eliminano l'influenza dell'induttanza sulla tensione misurazione e migliorare la precisione del rilevamento della resistività.

2. Il 10mm diametro dell'elettrodo a disco garantisce un'area di contatto relativamente ampia con il campione e riduce l'errore del test.

3. IL variazione di resistività in tre posizioni nella direzione verticale del liquame nel tempo può essere monitorato in tempo reale.

Resistività intervallo di misurazione: 2,5Ω*cm~50MΩ*cm

Resistività precisione di misurazione: ±0,5%