Welche Faktoren beeinflussen die Verdichtungsdichte von Lithiumbatterien?

Neben den intrinsischen Eigenschaften der Wirkstoffe in lithium-ionen-batterien hat die Mikrostruktur der Elektroden einen großen Einfluss auf die Energiedichte und die elektrochemischen Eigenschaften von Batterien. Von den nicht zerkleinerten Elektroden sind nur 50% des Raums von Wirkstoffen besetzt, was die Verdichtungsdichte verbessert und die volumetrische Energiedichte und die Gewichtsenergiedichte der Elektrode effektiv erhöhen kann.

Gegenwärtig gibt es vier Hauptfaktoren, die die Verdichtungsdichte von positiven Polartabletten beeinflussen: (1) die wahre Dichte des Materials; (2) Materialmorphologie; (3) Partikelgrößenverteilung von Materialien; (4) Polarisationsprozess; Durch Optimierung dieser Faktoren können wir die Energiedichte erhöhen, indem wir die Verdichtungsdichte erhöhen.

(1) Wahre Materialdichte

Die wahre Dichte der derzeit im Handel erhältlichen Kathodenmaterialien: Lithiumkobaltsäure & GT; ternäres Material & GT; Lithiummanganat & GT; lithiumeisenphosphat, das mit dem Verdichtungsdichtegesetz übereinstimmt, kann die Auswirkung der wahren Dichte des Materials auf die Verdichtungsdichte nicht verändert werden.

Gegenwärtig beträgt der Unterschied zwischen der Verdichtungsdichte von Lithiumkobaltsäure und der tatsächlichen Dichte weniger als 1,0 g · cm & supmin; ³. Wenn das ternäre Material ebenfalls diesen Wert erreicht, kann die Verdichtungsdichte 3,8 g · cm & supmin; ³ erreichen. Gegenwärtig geht das Verfahren zur Erhöhung der Verdichtungsdichte hauptsächlich von drei Aspekten aus: Materialmorphologie, Materialpartikelgrößenverteilung und Polarplattentechnologie.

(2) Materialmorphologie

Die derzeitige kommerzielle Lithiumkobaltsäure ist ein Primärteilchen, ein Einkristall ist groß und ein ternäres Material ist ein Sekundäraggregat eines kleinen Einkristalls. Wie in der Abbildung gezeigt, wird ein einzelnes Teilchen von einigen hundert Nanometern zu einer Sekundärkugel eines ternären Materials vereinigt. Es gibt viele Lücken; Nach dem Vorbereiten der Elektrode gibt es auch eine große Anzahl von Lücken zwischen der Kugel und der Kugel. Die obigen Gründe verringern die Verdichtungsdichte des ternären Materials weiter.

Wenn die Morphologie des ternären Materials zu einem großen Einkristall ähnlich der von Lithiumkobaltsäure hergestellt wird, kann seine Verdichtungsdichte (3,8 g · cm & supmin; ³ oder mehr) effektiv erhöht werden, aber der derzeitige Prozess ist noch nicht ausgereift. Die Produktkapazität und die Effizienz der Erstfreigabe sind geringer als bei herkömmlichen Produkten.

(3) Partikelgrößenverteilung von Materialien

Der Grund, warum die Partikelgrößenverteilung des ternären Materials seine Verdichtungsdichte beeinflusst, hängt mit der sphärischen Morphologie des ternären Materials zusammen. Wenn sich die Kugel mit gleichem Durchmesser ansammelt, gibt es eine große Anzahl von Lücken zwischen der Kugel und der Kugel, wenn es keine geeignete kleine Teilchengröße gibt, um diese Hohlräume zu füllen. Die Packungsdichte ist sehr gering, so dass die geeignete Teilchengrößenverteilung möglich ist Erhöhen Sie die Verdichtungsdichte des Materials.

Die Optimierung der Partikelgrößenverteilung eines ternären Materials kann seine Verdichtungsdichte erhöhen. D50 in Materialnähe: Wenn es Unterschiede bei D10, D90, Dmin und Dmax gibt, führt dies auch zu einer unterschiedlichen Verdichtungsdichte. Die enge Verteilung der Granularität oder die breite Verteilung der Granularität verringert die Verdichtungsdichte des Materials. In Bezug auf die Auswirkungen der Granularitätsverteilung werden einige Batteriehersteller Hersteller von positiven Materialien anfordern. Einige Batteriehersteller erreichen den Zweck der Erhöhung der Verdichtungsdichte durch Mischen von Produkten mit unterschiedlichen Kornverteilungen.

(4) Polarisationsprozess

Die Oberflächendichte der Elektrode, die Menge an Bindemitteln und leitfähigen Mitteln beeinflussen die Verdichtungsdichte. Die wahre Dichte der leitfähigen Mittel und Bindemittel ist sehr gering, und je mehr Zugabe vorhanden ist, desto geringer ist die Verdichtungsdichte der Elektrode.

Daher wird die Elektrode unter Verwendung eines guten leitenden Mittels hergestellt, um die Menge an leitendem Mittel zu verringern; Zusätzlich ist der Plasmaanpassungsprozess stark dispergiert, so dass die Leitfähigkeit und das gleichmäßig dispergierte Bindemittel auch die Verdichtungsdichte erhöhen können.

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