Hoe kunnen de stabiliteit en verspreiding van batterijslurry worden gekarakteriseerd?

De stabiliteit en verspreidbaarheid van de batterij slurry heeft een belangrijke invloed op de eigenschappen van elektroden en afwerkingen batterij producten. Dus hoe karakteriseren we de stabiliteit en dispergeerbaarheid van batterijslurry?

Karakteriseringsmethode van de batterij stabiliteit van de mest

1. Methode voor solide inhoud

De testmethode voor solide inhoud is goedkoop en eenvoudig te testen methode. Het principe is om de mest in een container te plaatsen en met regelmatige tussenpozen monsters nemen op dezelfde locatie om te testen en te analyseren de vaste inhoud. Door het verschil in vaste inhoud te beoordelen, wordt de stabiliteit van de slurry van de lithiumbatterij kan worden beoordeeld om te zien of die er is sedimentatie, stratificatie en andere verschijnselen.

2. Viscositeitsmethode

De viscositeitstestmethode kan dat ook weerspiegelen in principe de stabiliteit van de drijfmest. Het principe is om de slurry in een container en test regelmatig de viscositeit. De de stabiliteit van de slurry kan worden beoordeeld aan de hand van de verandering in viscositeit.

3. Stabiliteit Analysator

Het gebruik van stabiliteitsanalysator kan met gegevens spreken. Zo hebben Sung et al. gebruikte een stabiliteitsanalysator om de veranderingen in de lichttransmissie van verschillende pH-waarden te monitoren slurries met PAA als bindmiddel binnen 12 uur. De initiële lichttransmissie en 12-uurs veranderingswaarden van de neutraal slurry was kleiner. Omdat carbon black-materialen lichtabsorptie hebben, een lagere lichttransmissie duidt op een betere verspreiding van carbon black deeltjes, en kleinere micro-agglomeraten hebben grotere specifieke oppervlakken, waardoor de efficiëntie van de lichtabsorptie wordt verbeterd. Tegelijkertijd het kleine verandering in de lichttransmissie van de mest binnen 12 uur wijst hierop de slurry heeft een goede dispersiestabiliteit tijdens het statische proces, zoals weergegeven in onderstaande afbeelding.

4. Karakterisering van het Zeta-potentieel

Zeta-potentieel verwijst naar het potentieel van het Shear Plane, ook wel elektrokinetisch genoemd potentiële of elektromotorische kracht, en is een belangrijke indicator voor karakterisering de stabiliteit van colloïdale dispersies. Hoe kleiner de moleculen of verspreid deeltjes, hoe hoger de absolute waarde van het Zeta-potentieel (positief of negatief), en hoe stabieler het systeem, dat wil zeggen, de ontbinding of dispersie kan aggregatie weerstaan. Omgekeerd geldt: hoe lager het Zeta-potentieel (positief of negatief), hoe meer het de neiging heeft om te coaguleren of te aggregeren, dat wil zeggen: de aantrekkingskracht overtreft de afstoting, de verspreiding wordt vernietigd en er treedt coagulatie of aggregatie op.

Karakterisering methode voor het verspreiden van batterijslurry

1. Fijnheid

Fijnheid is een belangrijke prestatie-indicator van batterij-slurry, die kan reflecteren informatie zoals deeltjesgrootte en dispersie van de mest. De fijnheidswaarde kan worden gebruikt om te begrijpen of de deeltjes in de slurry verspreid zijn of de agglomeraten gedeagglomereerd zijn.

2. Membraan impedantie

Lithiumbatterij slurry is een vast-vloeistof gemengd systeem gevormd door het dispergeren van de actieve elektrode materialen en geleidende middelen in een bindmiddeloplossing. Volgens de principe van de membraanimpedantietest met vier sondes, de impedantie van het slurrymembraan wordt getest. De distributietoestand van het geleidende middel in de slurry kan zijn kwantitatief geanalyseerd door soortelijke weerstand om het dispersie-effect van te beoordelen de slurry. Het specifieke testproces is: gebruik een filmapplicator om gelijkmatig aan te brengen de slurry op de isolatiefilm, verwarm en droog het vervolgens, meet de dikte van de coating na het drogen, snijd het monster en de maat voldoet aan het oneindige vereiste. Gebruik ten slotte vier sondes om het elektrodemembraan te meten impedantie en bereken de soortelijke weerstand op basis van de dikte.

3. Scannen elektronenmicroscopie/energiespectrumanalyse/cryo-elektronenmicroscopie

Scannend elektron microscopie (SEM) kan worden gebruikt om de morfologie van de batterij direct te observeren drijfmest, en samenwerken met energiespectrumanalyse (EDS) om de spreiding van elke component. Bij het voorbereiden van monsters moet echter het drogen van de slurry tijdens dit proces kan de herverdeling van zijn eigen slurry veroorzaken componenten. Cryo-elektronenmicroscopie (Cryo-SEM) kan het origineel behouden distributiestatus van de slurrycomponenten, zo is het onlangs begonnen gebruikt bij analyse van slurryeigenschappen.

4. Elektrode CT-beeldvorming

Elektrode CT beeldvorming kan de dispersietoestand van deeltjes in de omgeving direct waarnemen elektrode. Zoals blijkt uit de volgende afbeelding zijn er meer grote deeltjes geagglomereerd in de elektrode in figuur a, de geagglomereerde deeltjes in de elektrode in figuur b zijn aanzienlijk verminderd, en dat zijn er bijna niet geagglomereerde grote deeltjes in de elektrode in Figuur c.

5. Laser diffractiemeettechnologie

Laserdiffractie meettechnologie maakt gebruik van de Fresnel-verstrooiingstheorie en de Fraunhofer-theorie deeltjesgrootte en -verdeling verkrijgen. De laserdeeltjesgrootte-analysator is gebaseerd op deze technologie heeft een hoge meetnauwkeurigheid, goede herhaalbaarheid en korte meettijd. Het wordt veel gebruikt in batterijfabrieken om de batterij te testen deeltjesgrootte van slurry in batterijen.

6. Analysemethode voor elektrochemische impedantiespectroscopie

Bijvoorbeeld Wang et al. gebruikte hiervoor de elektrochemische impedantiespectroscopie-analysemethode (EIS). direct eenanalyseer het impedantiespectrum van de vloeibare slurry en verkrijg de elektrochemische kenmerken van de slurry bij verschillende deeltjesconcentraties. En door de impedantiespectrumaanpassingsresultaten, een evaluatiemethode voor de interne deeltjesverdelingsstructuur van de elektrodeslurry is gebaseerd op het parameter-equivalente circuitmodel werd opgesteld, wat een nieuw opleverde idee voor de online meting en online evaluatie van de interne niet-uniforme structuur van de lithium-ionbatterij-slurry. Het EIS-testprincipe wordt getoond in de figuur.

Methoden voor karakteriseert zowel de stabiliteit als de dispergeerbaarheid van de slurry

1. Reometer

(1) Visco-elasticiteitstest

De visco-elastische eigenschappen van de slurry worden gekenmerkt door de relatieve waarden van de opslagmodulus (Gâ²) en de verliesmodulus (Gâ³). De opslagmodulus Gâ², ook wel bekend als de elastische modulus, vertegenwoordigt de capaciteit die wordt opgeslagen wanneer de slurry ondergaat omkeerbare elastische vervorming en is een maat voor de elastische vervorming van de slurry. De verliesmodulus Gâ³, ook bekend als de viskeuze modulus, vertegenwoordigt de energie die wordt verbruikt wanneer de slurry ondergaat onomkeerbare vervorming en is een maat voor de viskeuze vervorming van de drijfmest. In de frequentiescan is het, op basis van de relatieve grootte van Gâ²en Gâ³ en door de gevoeligheid van Gâ² voor de hoekfrequentie te evalueren, mogelijk om na te gaan of de slurry bevindt zich in een vloeibare toestand of een vaste vorm. In het laagfrequente bereik geldt Gâ²Gâ³en hoe groter het verschil, hoe beter de stabiliteit van de drijfmest. Zoals weergegeven in de onderstaande figuur, de stabiliteit van natuurlijke grafietslurry is beter dan die van synthetische grafietslurry.

(2) Veranderingenn viscositeit met afschuifsnelheid

De viscositeit van een slurry verandert gewoonlijk met de afschuifsnelheid. Wanneer er sprake is van afschuifverdunningsgedrag, er zitten zachte agglomeraten in de slurry die gemakkelijk door afschuiving worden vernietigd spanning. Integendeel, de aanwezigheid van schuifverdikking duidt meestal op dat er harde geaggregeerde deeltjes in de mest zitten. Over het algemeen gesproken, slurries met een snellere afschuifverdunning hebben doorgaans een betere dispergeerbaarheid, waarbij de vernietiging van de binder door schuifkracht wordt genegeerd. Zoals weergegeven in de afbeelding hieronder heeft de slurry voorgesteld door de holle cirkel een betere dispergeerbaarheid dan de andere twee slurries.

(3) Opbrengst stresstest

De vloeispanning in de reologie wordt gedefinieerd als de uitgeoefende spanning waarbij onomkeerbare plastiek optreedt vervorming wordt eerst waargenomen op het monster. Theoretisch is de vloeigrens dat wel de minimale spanning die nodig is om stroming te initiëren. Opbrengstanalyse is belangrijk voor alle complex gestructureerde vloeistoffen. Het helpt om het product beter te begrijpen prestaties, zoals houdbaarheid en stabiliteit tegen sedimentatie of fase scheiding. Er zijn verschillende reologische methoden die hiervoor kunnen worden gebruikt de vloeigrens bepalen. Onderstaande figuur toont de vloeispanningsanalyse met behulp van de shear flow ramp-down-methode. Uit de testresultaten blijkt dat dat bij gematigde afschuifsnelheden de schuifspanning afneemt naarmate de afschuifsnelheid toeneemt neemt af. Wanneer de afschuifsnelheid echter verder wordt verlaagd, ontstaat de spanningscurve bereikt een stabiel niveau en is onafhankelijk van de koers. Deze stabiele stresswaarde wordt het vloeipunt genoemd. Tegelijkertijd is het gemeten "schijnbaar viscositeitscurve wordt oneindig en heeft een lineair verband met de afschuifsnelheid wanneer de helling -1. is

Sinds synthetisch grafiet heeft een grotere deeltjesgrootte en een onregelmatigere deeltjesvorm drijfmest vertoont een lagere vloeispanning en een zwakkere netwerkstructuur. Daarom, dit synthetische grafietslurrymonster zal gevoeliger zijn voor sedimentatie en fasescheiding. Slibbezinking kan leiden tot een ongelijkmatige verdeling van de mest actieve materialen op de elektrode, waardoor de prestaties van de batterij afnemen.

(4) Thixotropie

Na het coaten, de accu-slurry zal nivelleren onder invloed van de zwaartekracht en oppervlaktespanning op de stroomafnemer. In het lage afschuifsnelheidsbereik wordt gehoopt dat de de viscositeit zal geleidelijk terugkeren naar de hoge viscositeit vóór het coaten. Voordat het keert terug naar hoge viscositeit, de viscositeit van de slurry is nog steeds relatief laag, gemakkelijk waterpas te stellen en het coatingoppervlak is glad en uniform van dikte. De de hersteltijd mag niet te lang of te kort zijn. Als de hersteltijd dat ook is lang zal de viscositeit van de slurry te laag zijn tijdens het egalisatieproces, en het is gemakkelijk om staarten te krijgen of de dikte van de onderrand is hoger dan de dikte van de bovenste coating. Als de tijd te kort is, de slurry heeft geen tijd om te levelen.

2. Drijfmest weerstandsmeter

De slurry De weerstandsparameter heeft een significante correlatie met de slurryformule, het type en de inhoud van het geleidende middel, het type en de inhoud van de bindmiddel, enz. Nadat de slurry is geroerd en een tijdje heeft laten staan Na verloop van tijd kan gelsedimentatie optreden en zal de weerstandswaarde ook zichtbaar zijn verschillende graden van verandering. Daarom kan de soortelijke weerstand van de slurry worden gebruikt als een methode om de uniformiteit en stabiliteit van de elektrische slurry te karakteriseren eigenschappen.

Testmethode: gezet een bepaald volume slurry (ongeveer 80 ml) in de glazen maatbeker doen, plaats a maak de elektrodepen schoon, start de software, test de verandering van de slurryweerstand op drie paar elektroden in de loop van de tijd en sla deze op in het document.

Testparameters: weerstand, temperatuur, tijd

Berekening formule: Weerstand (Ω*cm):Ρe=U/I * S/L

Kenmerken:

1. Scheid de spannings- en stroomlijnen elimineren de invloed van inductie op de spanning meting en verbetering van de nauwkeurigheid van de weerstandsdetectie.

2. De 10 mm schijfelektrode met een diameter zorgt voor een relatief groot contactoppervlak met het monster en vermindert de testfout.

3. De weerstandsverandering op drie posities in de verticale richting van de slurry in de loop van de tijd kan in realtime worden gemonitord.

Weerstand meetbereik: 2,5Ω*cm~50MΩ*cm

Weerstand meetnauwkeurigheid:±0,5%