LTO enkelzijdig gecoate aluminiumfolie-anode

LTO enkelzijdig gecoate aluminiumfolie-anode-elektrode voor lithium-ionbatterijonderzoek

Productoverzicht en ideale toepassingen

Lithiumtitanaat (Li₄Ti₅O₁₂, LTO) is een gevestigd anodemateriaal voor lithium-ionbatterijen, gewaardeerd om zijn zero-strain structuur, lange levensduur, uitstekende vermogensdichtheid en intrinsiek veilige bedrijfskenmerken. De TOB-LTO-A is een gebruiksklare enkelzijdig gecoate LTO-anode-elektrode: actief lithiumtitanaatmateriaal is aangebracht op één zijde van een 16 μm aluminiumfolie-stroomcollector, gedroogd en gekalanderd tot een gecontroleerde dichtheid. De elektrode wordt geleverd als voorgesneden vellen van L 241 mm × B 200 mm, verpakt per 5 vellen, waardoor gebruikers hun eigen LTO-elektroden niet zelf hoeven te coaten, drogen en kalanderen tijdens celassemblageonderzoek.

Omdat LTO-anodes worden gecombineerd met hoogspanningskathodematerialen (zoals NMC, LFP of LCO) in cellen die een lange levensduur en hoog vermogen vereisen, is de TOB-LTO-A een handige, kwaliteitsgecontroleerde bouwsteen voor onderzoek naar knoopcellen, enkellaagse pouch-cellen en meerlaagse pouch-cellen. De elektrode is ontworpen voor assemblage in een handschoenenkast of droge omgeving en wordt geleverd met een gedefinieerde massafractie van het actieve materiaal (93,5%) en een gedocumenteerde berekeningsformule voor het actieve materiaal, zodat onderzoekers de exacte actieve belading voor elke testcel kunnen berekenen.

Ideaal voor:

• Onderzoekers die knoopcellen of enkellaagse pouch-cellen assembleren om LTO-anodes te evalueren tegen verschillende kathodechemieën.
• Vergelijkende studies tussen LTO-anodes en grafiet- of siliciumanodes voor toepassingen met een hoog vermogen en een lange levensduur.
• Academische en industriële laboratoria die een consistente, kwaliteitsgecontroleerde LTO-anode-elektrode nodig hebben zonder te investeren in coating- en kalanderapparatuur.
• Batterijtestprogramma's die een gedefinieerd spanningsvenster (1,0–2,5 V) en een bekende specifieke capaciteit (160 mAh/g bij 0,1C) vereisen voor reproduceerbare celassemblage.

Moet u bevestigen of de elektrodeafmetingen overeenkomen met uw celhouder, of heeft u een aangepast formaat nodig? Neem contact op met onze ingenieurs voor batterijmaterialen met uw ontwerp voor knoopcellen of pouch-cellen.

Waar de LTO-anode-elektrode past in batterijonderzoek en -assemblage

In een typische batterijonderzoeksworkflow wordt de TOB-LTO-A-elektrode gebruikt als de anodecomponent bij de assemblage van knoopcellen of pouch-cellen. De elektrode wordt gebruiksklaar geleverd voor snijden, wegen, drogen en assembleren. De aanbevolen gebruiksvolgorde is als volgt:

1. Elektrode snijden

Het TOB-LTO-A-vel wordt op de vereiste elektrodeschijfgrootte gesneden voor knoopcelassemblage. Voor knoopcellen zijn de aanbevolen diameters voor de elektrodeschijf 12 mm of 14 mm. Een handmatige snijmachine voor knoopcelelektrodeschijven (TOB-CP60) wordt aanbevolen voor deze stap. De snijmachine produceert schijven met schone randen zonder bramen die interne kortsluiting kunnen veroorzaken.

Aanbevolen snijder: Handmatige snijmachine voor knoopcelelektrodeschijven (TOB-CP60)

2. Elektrode wegen

Na het snijden wordt de elektrodeschijf gewogen op een elektronische analytische balans om de massa te bepalen. Deze massa wordt gebruikt om de belading van het actieve materiaal van de cel te berekenen. TOB raadt de TOB-JA11033 elektronische analytische balans aan voor deze stap.

Aanbevolen balans: Elektronische analytische balans (TOB-JA11033)

Berekeningsformule voor actief materiaal: Massa actief materiaal = (massa elektrodeschijf (mg) − schijfoppervlak (cm²) × oppervlaktedichtheid stroomcollector (mg/cm²)) × massafractie actief materiaal

Met gebruik van de TOB-LTO-A-specificaties: de oppervlaktedichtheid van de stroomcollector is 4,22 mg/cm² en de massafractie van het actieve materiaal is 93,5% (controleer de fractie van het actieve materiaal op het label van de daadwerkelijke elektrodebatch).

3. Elektrode bakken

De gesneden elektrodeschijven moeten vóór assemblage 2–4 uur in een vacuümoven op 60–80 °C worden gebakken om geadsorbeerd vocht te verwijderen. Deze stap is essentieel voor consistente celprestaties, aangezien restvocht kan reageren met de elektrolyt en de efficiëntie van de eerste cyclus kan verminderen.

Aanbevolen oven: Vacuümlaboratoriumoven (TOB-DZF-6050)

4. Celassemblage

Celassemblage wordt uitgevoerd in een handschoenenkast onder een inerte atmosfeer om zowel de LTO-elektrode als de lithium-tegenelektrode (voor halve cellen) te beschermen tegen vocht en zuurstof. De aanbevolen assemblagevolgorde voor een knoopcel-halve cel met een lithiummetaal-tegenelektrode is:

Negatieve behuizing → Lithiumschijf → Elektrolyt → Separator → Elektrolyt → LTO-elektrodeschijf → Afstandsstuk → Veer → Positieve behuizing

De volgende apparatuur wordt aanbevolen:

• Handschoenenkast: Handschoenenkast met één werkstation (TOB-GB-1220)
• Knoopcel-crimper: Hydraulische handmatige knoopcel-crimper (TOB-MR-120)

5. Batterijtesten

De geassembleerde cel wordt getest op een batterijtestsysteem. De stroom wordt berekend op basis van de massa van het actieve materiaal en de nominale specifieke capaciteit. De berekening is:

0,1C stroom = 1C × 0,1

waarbij 1C stroom (mA) = massa actief materiaal (mg) × 0,001 × nominale specifieke capaciteit (mAh/g)

Bij gebruik van een nominale specifieke capaciteit van 160 mAh/g zou een 0,1C stroom voor een belading van 5 mg actief materiaal 5 × 0,001 × 160 × 0,1 = 0,08 mA zijn. Het spanningsbereik moet worden ingesteld op 1,0–2,5 V volgens de elektrodespecificatie.

Aanbevolen tester: 8-kanaals knoopceltester met drie bereiken (TOB-CT-4008-5V10mA-164)

Technische specificaties

Verpakking: 5 vellen per verpakking

Opmerkingen:

1. De massafractie van het actieve materiaal van de elektrode is onderhevig aan het label op het daadwerkelijke product. De berekeningsformule voor het actieve materiaal wordt verstrekt in het bovenstaande gebruiksgedeelte.
2. Na het openen van de elektrodepakking moeten de resterende vellen goed worden afgesloten en opgeslagen. De elektrodevellen kunnen worden bewaard in een handschoenenkastje of in een oven van 60 °C.

Materiaalnaam: Negatieve elektrode enkelzijdig gecoat — aluminiumfolie gecoat met lithiumtitanaat (LTO), enkelzijdige elektrode

Toepassing: Anodemateriaal voor lithium-ionbatterijen

Belangrijkste technische kenmerken van TOB-LTO-A

• Gebruiksklare enkelzijdig gecoate elektrode - De TOB-LTO-A elimineert de noodzaak voor het bereiden van slurry, coaten, drogen en kalanderen in het onderzoekslaboratorium. De elektrode wordt geleverd als voorgesneden vellen met een gedefinieerde oppervlaktedichtheid van de coating (12 ± 0,2 mg/cm²) en gecompacteerde dichtheid (1,6 ± 0,1 g/cm³), wat een consistente, kwaliteitsgecontroleerde anode biedt voor celassemblage.
• Zero-Strain LTO actief materiaal - Lithiumtitanaat ondergaat een verwaarloosbare volumeverandering tijdens lithium-intercalatie en de-intercalatie, wat de basis vormt voor zijn uitzonderlijke levensduur en structurele stabiliteit. In combinatie met een geschikte kathode kunnen op LTO gebaseerde cellen honderdduizenden cycli leveren met minimaal capaciteitsverlies.
• Gedefinieerde specifieke capaciteit (160 mAh/g bij 0,1C) - De gespecificeerde specifieke capaciteit biedt een betrouwbare basis voor het berekenen van de teststroom tijdens celcycli. Met behulp van de verstrekte formule kunnen onderzoekers de exacte 0,1C, 0,5C of 1C stroom berekenen voor hun specifieke elektrodelading, wat reproduceerbare testomstandigheden over cellen en batches mogelijk maakt.
• Gecontroleerd spanningsvenster (1,0–2,5 V) - De elektrode is geclassificeerd voor een spanningsvenster van 1,0–2,5 V, wat het typische werkbereik is voor LTO-anodes in combinatie met hoogspanningskathodes. Het vlakke LTO-spanningsplateau (~1,55 V vs. Li⁺/Li) biedt een stabiele werkpotentiaal die intrinsiek veilig is tegen lithium-plating.
• Aluminiumfolie stroomcollector (16 μm) - In tegenstelling tot grafietanodes die koperfolie vereisen, werkt LTO bij een hogere potentiaal en kan het lichtgewicht aluminiumfolie gebruiken als stroomcollector. De 16 μm aluminiumfolie biedt een goede geleidbaarheid en vermindert het inactieve gewicht van de elektrode, wat bijdraagt aan een hogere gravimetrische energiedichtheid.
• Hoge massafractie actief materiaal (93,5 %) - Het hoge gehalte aan actief materiaal ten opzichte van bindmiddel en geleidende additieven zorgt ervoor dat de gemeten elektrodeprestaties nauw aansluiten bij de intrinsieke eigenschappen van het LTO-materiaal, wat belangrijk is voor materiaalevaluatie en vergelijkende studies.

Aanbevolen opslag en hantering

• Opslag: Bewaar de elektrodevellen in de verzegelde originele verpakking in een droge omgeving. Bewaar de resterende vellen na opening in een handschoenenkast (glovebox) of in een oven van 60 °C zoals gespecificeerd door de fabrikant, om vochtabsorptie te voorkomen.
• Hantering: Hanteer de elektrodevellen met een schone pincet of poedervrije handschoenen. Vermijd het aanraken van het gecoate oppervlak, aangezien huidvetten en vocht verontreiniging kunnen introduceren die de efficiëntie van de eerste cyclus van de cel beïnvloedt.
• Bakken vóór assemblage: Bak de uitgesneden elektrodeschijven direct vóór celassemblage gedurende 2–4 uur op 60–80 °C onder vacuüm, zoals beschreven in de gebruiksreeks.
• Snijden: Voor knoopcelassemblage snijdt u de elektrode in schijven met een diameter van 12 mm of 14 mm met behulp van een handmatige schijfsnijder. Voor pouch-cellen kan de elektrode met een precisiesnijder in de vereiste rechthoekige afmetingen worden gesneden.

Engineering FAQ

V1: Waarom wordt aluminiumfolie gebruikt als stroomcollector voor de LTO-anode in plaats van koperfolie?

LTO werkt bij een hogere potentiaal (~1,55 V vs. Li⁺/Li) dan grafiet, wat betekent dat aluminium niet corrodeert of legeringen vormt met lithium bij de werkpotentiaal van de anode. Hierdoor kan de lichtere en goedkopere aluminiumfolie koperfolie vervangen, wat het inactieve gewicht en de kosten van de elektrode verlaagt. Dit is een van de belangrijkste voordelen van LTO ten opzichte van grafietanodes.

V2: Wat is de berekeningsformule voor actief materiaal en hoe gebruik ik deze?

De formule is: Massa actief materiaal = (massa elektrodeschijf (mg) − schijfoppervlak (cm²) × oppervlaktedichtheid stroomcollector (mg/cm²)) × massafractie actief materiaal

Bijvoorbeeld, voor een schijf met een diameter van 14 mm (oppervlak = 1,54 cm²) met een gewicht van 25 mg, gebruikmakend van de TOB-LTO-A waarden (oppervlaktedichtheid stroomcollector 4,22 mg/cm², fractie actief materiaal 93,5 %):

• Foliemassa = 1,54 × 4,22 = 6,5 mg
• Coatingmassa = 25 − 6,5 = 18,5 mg
• Massa actief materiaal = 18,5 × 0,935 = 17,3 mg

Deze massa actief materiaal wordt vervolgens gebruikt om de teststroom te berekenen.

V3: Wat is de aanbevolen assemblagevolgorde voor een LTO-halfcel?

De aanbevolen volgorde is: Negatieve behuizing → Lithiumschijf → Elektrolyt → Separator → Elektrolyt → LTO-elektrodeschijf → Spacer → Veer → Positieve behuizing. De LTO-elektrode is de elektrode aan de positieve zijde in deze configuratie (getest tegen lithiummetaal), en de cel wordt dichtgeperst met een hydraulische handmatige knoopcel-crimper.

V4: Hoe moet ik de teststroom berekenen voor het cyclen van de geassembleerde cel?

De teststroom wordt berekend op basis van de massa van het actieve materiaal en de nominale specifieke capaciteit (160 mAh/g): 1C stroom (mA) = massa actief materiaal (mg) × 0,001 × 160 (mAh/g) 0,1C stroom = 1C stroom × 0,1

Bijvoorbeeld, voor een massa actief materiaal van 17,3 mg: 1C stroom = 17,3 × 0,001 × 160 = 2,77 mA; 0,1C stroom = 0,277 mA. Stel het spanningsbereik in op 1,0–2,5 V.

V5: Hoe moeten de resterende elektrodevellen worden bewaard nadat de verpakking is geopend?

Volgens de instructies van de fabrikant moeten de elektrodevellen worden verzegeld en bewaard in een handschoenenkast of in een oven van 60 °C nadat de verpakking is geopend. Dit voorkomt vochtabsorptie op de LTO-coating, wat het restvocht van de cel zou verhogen en de vormingsefficiëntie zou beïnvloeden.

Klaar om reproduceerbare LTO-halfcellen of volledige cellen te assembleren met een vooraf gecoate, kwaliteitsgecontroleerde anode-elektrode? Vraag een offerte aan voor TOB-LTO-A, of neem contact op met onze batterijmateriaal-engineers voor advies over elektrolytcombinaties, compatibiliteit van celarmaturen en berekening van de teststroom.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609