วัสดุแอโนดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชุดที่สี่ - การตรวจจับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องของแผ่นแอโนดกราไฟท์

บทความที่แล้วได้แนะนำข้อมูลกระบวนการพื้นฐานบางส่วนที่จำเป็นต้องตรวจพบในกระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การเคลือบและการกลิ้งของวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบ สำหรับองค์กรแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ความผันผวนและการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลเหล่านี้สามารถตรวจสอบได้ในกระบวนการผลิตจริง เพื่อตรวจหาและขจัดความผิดปกติโดยเร็วที่สุด เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการผลิตจำนวนมากได้อย่างราบรื่น สำหรับชิ้นขั้วลบ กระบวนการผลิตของตัวเองเสร็จสมบูรณ์แล้ว และชิ้นขั้วลบต้องใช้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวเองผ่านกระบวนการผลิตที่เหมาะสม พารามิเตอร์ใดบ้างที่ต้องทดสอบในกระบวนการนี้ บทความที่สี่ในซีรีส์นี้จะพาคุณไปค้นหาคำตอบ

1. ความแข็งแรงของการลอก:

สำหรับสารที่เกาะติดกันเป็นแรงสูงสุดที่จำเป็นในการลอกความกว้างของยูนิตออกจากพื้นผิวสัมผัส โดยทั่วไปจะใช้เครื่องทดสอบแรงดึง ผลการทดสอบมีสองแบบ หนึ่งแทนแรงลอก และหน่วยคือนิวตัน (N) แรงกิโลกรัม (kgf) การกำหนดลักษณะของความแข็งแรงของการลอก แทนแรงต่อหน่วยความยาว ในหน่วยนิวตัน/เมตร (N/m) กิโลกรัม แรง/เซนติเมตร (kgf /cm) และตอนนี้มาตรฐานอุตสาหกรรม GB2792 และ ASTMD3330 ได้ใช้ 25 มม. เป็นหน่วยความกว้างมาตรฐาน

แก้ไขพื้นผิวที่จะทดสอบด้วยการรองรับแบบแข็งด้วยเทปสองด้าน และติดอีกด้านหนึ่งกับแผ่นเหล็กสแตนเลส จากนั้นยึดแผ่นเหล็กสแตนเลสและตัวสะสมกระแสไฟบนตัวยึดทั้งสองของอุปกรณ์ และเริ่มการทดสอบ อุปกรณ์ทำงานด้วยความเร็วและโหลดที่แน่นอน แรงเมื่อตัวสะสมปัจจุบันถูกลอกออกอย่างสมบูรณ์คือแรงลอก ควรสังเกตว่าแรงลอกของเสาชิ้นหน้าและหลังมักจะต่างกัน ในกระบวนการผลิตจริง จำเป็นต้องใส่ใจกับความแข็งแรงของการลอกของทั้งสองด้าน ปรากฏการณ์พื้นผิวที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

2. สถานะพื้นผิว:

สถานะพื้นผิวเป็นแนวคิดทั่วไป จากมุมมองแบบมาโคร สถานะของชิ้นขั้วที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเรียกว่าสถานะพื้นผิว สถานะพื้นผิวเชิงลบที่ดีคือเรียบ ปราศจากอนุภาคและรอยขีดข่วน และให้ความรู้สึกเรียบมาก หากมีข้อบกพร่องที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แสดงว่ามีปัญหาในกระบวนการเคลือบ และจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ในที่นี้เราจะเน้นที่คุณสมบัติทางจุลทรรศน์ของชิ้นขั้ว

การกระจายของวัสดุอิเล็กโทรดลบและสารนำไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ และวัสดุอิเล็กโทรดลบมีการเกาะตัวกันอย่างเห็นได้ชัด การกระจายนี้ไม่สามารถแสดงให้เห็นได้โดยสัญชาตญาณในระดับมหภาค หากสารนำไฟฟ้ามีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ อิมพีแดนซ์ของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นระหว่างการใช้งาน และความหนาแน่นกระแสในท้องถิ่นจะเกิน ดังนั้นในทางปฏิบัติ จำเป็นต้องทำให้การกระจายของวัสดุอิเล็กโทรดลบและสารนำไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการก่อตัวของเครือข่ายนำไฟฟ้าและลดปัญหาโพลาไรซ์เฉพาะที่มากเกินไปที่เกิดจากกระแสไฟสูง ปัญหาที่เกิดขึ้น นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ SEM เพื่อดูว่าอนุภาคบนพื้นผิวของชิ้นขั้วแตก จับตัวเป็นก้อน ฯลฯ หรือไม่ นอกจากนี้,

3. ความพรุน:

ความพรุนของชิ้นขั้วนั้นสัมพันธ์กับปริมาณของอิเล็กโทรไลต์ที่เติมตามมา และเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าด้วย ในปัจจุบัน การวัดโดยทั่วไปคือการทดสอบปรอทโพโรซิมิเตอร์หรือการทดสอบการเติมของเหลว และความพรุนของชิ้นขั้วได้มาจากการคำนวณในภายหลัง ผ่านดัชนีนี้ คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุแอโนดที่แตกต่างกันสามารถแยกแยะได้ในขั้นต้น หากความพรุนมีขนาดใหญ่เกินไป จำเป็นต้องพิจารณาเพิ่มความหนาแน่นในการบดอัดของวัสดุ หากรูพรุนน้อยเกินไป จำเป็นต้องพิจารณาขยายแบตเตอรี่ในระหว่างการฉีดครั้งถัดไป เวลาพัก ฯลฯ

4. ความต้านทานพื้นผิว:

ความต้านทานพื้นผิวเรียกอีกอย่างว่าความต้านทานเฉพาะพื้นผิว ข้อมูลสำคัญที่แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุอิเล็กทริกหรือฉนวน มันแสดงถึงความต้านทานต่อพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสของพื้นผิวอิเล็กทริกต่อกระแสรั่วไหลของพื้นผิวระหว่างด้านตรงข้ามของสี่เหลี่ยมจัตุรัส หน่วยเป็นโอห์ม ขนาดของความต้านทานพื้นผิวไม่ได้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างและองค์ประกอบของอิเล็กทริกเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ สภาพพื้นผิวของวัสดุ สภาพการประมวลผล และความชื้นแวดล้อม ความชื้นแวดล้อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อความต้านทานพื้นผิวของไดอิเล็กทริก ยิ่งมีความต้านทานพื้นผิวมากเท่าใด ประสิทธิภาพของฉนวนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

แน่นอน ยิ่งข้อมูลการทดสอบน้อยเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น โดยการเปรียบเทียบความต้านทานพื้นผิวของวัสดุที่แตกต่างกันและสารนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน สามารถรับอัตราส่วนและเทคนิคการประมวลผลที่เหมาะสม ซึ่งสามารถใช้เป็นพารามิเตอร์การตรวจสอบในกระบวนการผลิตสำหรับการตรวจสอบแบบกลุ่ม และบันทึกข้อมูล

5. ประสิทธิภาพการดูดซับของเหลว:

เกี่ยวข้องกับความพรุนของชิ้นขั้วและสถานะพื้นผิวของวัสดุ โดยทั่วไป อิเล็กโทรไลต์จำนวนเล็กน้อยจะถูกเติมลงบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบในห้องอบแห้ง และเวลาที่อิเล็กโทรไลต์หายไปอย่างสมบูรณ์จะถูกบันทึกไว้ กฎหมายสถิติที่ใช้เป็นแนวทางในกระบวนการผลิต

6. มุมสัมผัส:

หมายถึงเส้นสัมผัสของส่วนต่อประสานระหว่างก๊าซและของเหลวที่ทำขึ้นที่จุดตัดของก๊าซ ของเหลว และของแข็งสามขั้นตอน มุม θ ระหว่างเส้นสัมผัสด้านของเหลวและเส้นขอบเขตของแข็ง-ของเหลวคือการวัดระดับการเปียก และกระบวนการทำให้เปียกนั้นเกี่ยวข้องกับแรงตึงของระบบ เมื่อของเหลวหยดลงบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งในแนวนอน เมื่อถึงจุดสมดุล มุมสัมผัสจะเกิดขึ้นและแรงตึงผิวแต่ละส่วนจะเป็นไปตามสูตรของ Young ต่อไปนี้:

γ = γ + γ×cosθ

1) เมื่อ θ=0, การทำให้เปียกโดยสมบูรณ์;
2) เมื่อ θ<90° เปียกหรือเปียกบางส่วน
3) เมื่อ θ=90° จะเป็นเส้นเขตชื้นหรือไม่
4) เมื่อ θ>90° ไม่เปียก
5) เมื่อ θ=180° ไม่เปียกเลย

สำหรับวัสดุอิเล็กโทรดลบนั้น สภาพเปียกค่อนข้างดี และค่านี้ไม่สามารถวัดได้ แต่เมื่อความพรุนค่อนข้างต่ำ ก็สามารถวัดมุมสัมผัสได้ พารามิเตอร์นี้สามารถใช้เปรียบเทียบวัสดุอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดลบต่างๆ ประสิทธิภาพการเปียกมีความสำคัญบางอย่าง

7. ประสิทธิภาพการเด้งกลับ:

เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ไอออนสูงขึ้นเรื่อยๆ ปริมาณการเคลือบและความหนาแน่นของการบดอัดของอิเล็กโทรดขั้วลบก็สูงขึ้นและสูงขึ้นเช่นกัน ดังนั้นจากการผลิตชิ้นอิเล็กโทรดลบจนเสร็จสิ้นจนเสร็จสิ้น ชิ้นส่วนอิเล็กโทรดลบมีจำนวนหนึ่ง ดังนั้น จึงจำเป็นต้องบันทึกความหนาของอิเล็กโทรดลบในขั้นตอนต่างๆ โดยทั่วไป ความหนาหลังจากการรีด การอบแห้ง และการผ่าไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกบันทึก เพื่อตรวจสอบว่าความหนาของอิเล็กโทรดเชิงลบเปลี่ยนแปลงอย่างผิดปกติหรือไม่ ผ่านความแตกต่างของแบทช์ พิจารณาความสม่ำเสมอในการผลิต

สรุป: จากชุดการทดสอบชิ้นขั้วลบ สามารถรับคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของชิ้นขั้วลบได้ แน่นอน ตัวบ่งชี้เหล่านี้จำเป็นต้องรวมกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ตามมาเพื่ออธิบายประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบอย่างครอบคลุม ซึ่งจำเป็นต้องอธิบาย ใช่ วัสดุแคโทดก็เหมาะสำหรับเทคนิคการทดสอบเหล่านี้ด้วย ดังนั้นฉันจะไม่ลงรายละเอียดที่นี่ การเตือนล่วงหน้า บทความถัดไปจะเป็นบทความสุดท้ายในชุดนี้ ส่วนใหญ่จะเป็นที่นิยมในกระบวนการผลิตปัจจุบันของวัตถุดิบอิเล็กโทรดเชิงลบ ดังนั้นคอยติดตาม