Avaliando a condutividade eletrônica de uma pasta de eletrodo LIB
Formulários
- Pesquisa de materiais
- Otimização das condições de fabricação
- Triagem de pastas com base no desempenho
Fundo
Os materiais de eletrodo de bateria são usados na forma de pastas que são difundidas em um meio de dispersão. Desde o estado de
a dispersão em uma pasta é instável, é importante avaliar as condições de dispersão como parte do processo de controle de qualidade.
Além disso, como o processo de fabricação da pasta ocorre no início da fabricação da bateria, a triagem precisa
a realizar numa fase anterior.
Esta Nota de Aplicação apresenta uma aplicação na qual as condições de dispersão são estimadas pela avaliação de elétrons
condutividade em uma pasta de eletrodo LIB.
Para obter mais informações sobre os princípios subjacentes ao Slurry Analytical System, consulte este FAQ.
1. Diferenças no tempo de mistura
Objetivo
Para otimizar o tempo de mistura
Condições de produção de pasta
- Relação de conteúdo sólido
Material ativo: 95 % Agente auxiliar condutor: 2,5 % Aglutinante: 2,5 %
- Processo de mistura
Misture por 0, 1, 3 ou 5 min. com uma concentração de conteúdo sólido de 70%
- Processo de ajuste de viscosidade
Diluir com NMP até que a concentração de conteúdo sólido atinja 50%
Resultados da análise
Observações
Com o aumento do tempo de mistura, o Rratio diminuiu e o DCR aumentou. Esses resultados sugerem que o menor tempo de mistura está associado ao desenvolvimento da rede de material condutor, o que faz com que a resistência geral da pasta diminua. Em contraste, a uniformidade aumentou com o tempo de mistura. Este resultado sugere que um tempo de mistura mais longo é favorável para a dispersibilidade da pasta. Quando esses resultados são combinados, podemos supor que o tempo de mistura induz os seguintes estados nos materiais condutores na pasta e que o tempo de mistura de 3 minutos ou mais produz uma pasta comparativamente favorável.
Tempo de mistura de 0 a 1 min
Materiais condutores estão em estado de aglomeração, resultando em caminhos condutores curtos e espessos.
Tempo de mistura de 3 a 5 minutos
Materiais condutores estão em um estado de dispersão, resultando em caminhos condutores longos e finos.
2. Diferenças na quantidade de agente auxiliar condutor
Objetivo
Verificar o efeito da adição de agente auxiliar condutor como forma de reduzir a resistência do eletrodo
Para verificar a relação entre a impedância da pasta e a resistência do eletrodo
Condições de produção de pasta
- Relação de conteúdo sólido
Material ativo: 18 g, agente auxiliar condutor: 0,25 g, 0,5 g, 0,75 g, aglutinante: 0,5 g
- Processo de mistura
Misture por 9 min com uma concentração de conteúdo sólido de 70%
- Processo de ajuste de viscosidade
Diluir com NMP até que a concentração de conteúdo sólido atinja 50%
Resultados da análise
Observações
A Rratio aumentou e a DCR caiu, quando a quantidade de agente auxiliar condutor foi aumentada. Essas mudanças, que sugerem que a adição de agente auxiliar condutor faz com que redes de material condutor se desenvolvam na pasta, diminuindo sua resistência geral à diminuição, estão de acordo com a teoria subjacente à análise da pasta. Em contraste, a uniformidade com 0,75 g de agente auxiliar foi menor do que com 0,5 g. Podemos supor que redes de materiais condutores se formaram mais facilmente com 0,75 g de agente auxiliar, mas essa dispersão foi insuficiente.
Formamos folhas de eletrodos com essas pastas e as analisamos com o Sistema de Medição de Resistência do Eletrodo RM2610. Os resultados indicaram que tanto a resistência da camada compósita quanto a resistência da interface caíram à medida que a quantidade de agente auxiliar condutor aumentou. Esses resultados sugerem que a condutividade eletrônica da pasta foi herdada pelas características de resistência das chapas dos eletrodos, indicando um bom processo de aplicação.
3. Relação entre condutividade eletrônica e viscoelasticidade dinâmica resultante de diferenças na quantidade de dispersante
(fornecido pela Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Objetivo
Para verificar o efeito da quantidade de dispersante em uma pasta usando tanto em termos de impedância quanto de reologia
Condições de produção de pasta
- Relação de conteúdo sólido
Material ativo: 96%, agente auxiliar condutor: 2%, aglutinante: 2%, dispersante: 0,08% a 0,16% (4% a 8% da quantidade de agente auxiliar condutor)
- Preparação de pasta de agente auxiliar condutor
Preparação de uma pasta de agente auxiliar condutor contendo apenas agente auxiliar de eletrodo, dispersante e NMP
- Preparação de pasta de eletrodo
Preparação de uma pasta de eletrodo pela adição de material ativo e aglutinante
Resultados da análise
Observações
- Adição de dispersante de 4% a 5% da quantidade de agente auxiliar condutor
A razão aumentou abruptamente e a diferença entre G' e G'' diminuiu.
Esses resultados sugerem que a adição de dispersante elimina a aglomeração do agente auxiliar condutor e que as redes de agentes auxiliares condutores formadas funcionam como caminhos condutores.
- Adição de dispersante de 5% a 8% da quantidade de agente auxiliar condutor
Podemos supor que adicionar ainda mais dispersante aumentará a fluidez e melhorará as propriedades do revestimento devido ao valor G'' favorável da pasta, enquanto a redução no Rratio significa que as redes de agentes auxiliares condutivos se tornarão ainda mais finas, levando a quebras.
