Correlación de resistencia de diferentes niveles de expansión de la batería

El rendimiento del multiplicador de la batería afecta la velocidad y la vida útil de la carga y descarga de la batería. Cómo reducir la resistencia interna y mejorar el rendimiento del multiplicador de la batería es la dirección que los investigadores de baterías exploran constantemente. La resistencia interna de la batería se compone de diferentes componentes, la estructura de la batería de hebilla, la resistencia interna incluye carcasa de electrodo positivo y negativo, placa de electrodo, diafragma, diafragma, junta/metralla y las partes del proceso de preparación del conjunto. abroche la resistencia del componente de la batería, los diferentes niveles afectarán la resistencia final de la batería, pueden controlar el diseño de la batería y el proceso de producción, mejorar el rendimiento del multiplicador de la batería.

Figura 1. Diagrama esquemático de la estructura de la batería de hebilla

Figura 2. Métodos de prueba de diferentes niveles de la batería

1. Protocolo experimental y condiciones de prueba

1.1 Esquema Experimental:Se seleccionan 5 polvos ternarios con diferente resistividad, según la relación de masa de 96,5:1,5:2 (sustancia activa: carbón conductor: PVDF) para la producción de lechada con 53,3% de fijación y se siguieron los procedimientos convencionales de recubrimiento, prensado con rodillo, punzonado, hebilla montaje y pruebas.

1.2 Condiciones de prueba

1.2.1 Resistividad del polvo: 5~200MPa, con un intervalo de 50MPa y una tasa de retención de presión de 10s.

1.2.2 Resistividad de la pulpa: prueba continua durante 5 min, con intervalo de punto de minería de 20 s.

1.2.3 Resistividad de la lámina polar: 5 MPa, con mantenimiento de presión durante 15 s.

1.2.4 Detener D CR: 25 ℃, 20 % DOD, descarga de 1,5 C durante 30 s.

2. Análisis de resistividad de diferentes niveles de la batería

2.1 Resistividad del polvo

Se seleccionan cinco materiales ternarios con diferente resistividad como electrodo positivo de la batería de hebilla. De la Figura 3 (a), a medida que aumenta la presión aplicada, la densidad de compactación de las cinco muestras está entre 2 y 3 g/cm3, y la densidad de compactación es de 3 g/cm3, lo que corresponde a la resistividad de 200 MPa, como se muestra en la Figura 3 (b). ), la resistividad es 1 # <2 # <3 # <4 # <5 #.

Figura 3 (a) curva de densidad de compactación de 5 polvos; (b) comparación de resistividad de 5 polvos

2.2 Resistividad Morp

Después de agitar las 5 muestras con la misma fórmula, la prueba de resistividad se lleva a cabo con la resistencia de suspensión, y el valor de resistividad después de aproximadamente 3 minutos es relativamente estable, en comparación con el mismo período del año pasado. En este momento, se puede encontrar en la Figura 4 que el tamaño de resistividad de los 5 tipos de suspensión es: 1 # <5 # <3 # <2 # <4 #, similar al cambio de tipo M, en comparación con el polvo estado, la suspensión de 3 # y 5 # es más baja, lo que probablemente esté relacionado con el tipo de suspensión de 1.5% más de carbón conductor, porque la conductividad del carbón conductor es mucho mayor que la de los materiales ternarios, y su grado de dispersión y estado en la suspensión afectará la medición de la resistividad de la pasta.

Figura 4. Comparación de la resistividad de las cinco pulpas

2.3 Resistividad de placa polar

La prueba de resistividad de las mismas condiciones antes y después de la presión del rodillo, como se muestra en la Figura 5, la densidad de compactación aumenta a 3 g/cm3, en consonancia con el estado de compactación del polvo, y la resistividad es mucho menor en comparación con el rodillo. presión, principalmente debido a las partículas activas, las partículas activas y el carbón conductor, el contacto entre la capa de recubrimiento y el colector de fluido. Tendencia de resistividad anual, similar al cambio de tipo M de resistividad de pasta, esto muestra que cuando la fórmula es consistente, la tendencia de resistividad de pasta y polo es más cercana, pero el estado de contacto de dos partículas es diferente, y la suspensión contiene una gran cantidad de solventes que afectan a los electrones. transmisión, por lo que el valor absoluto de la resistividad de la pasta (kΩ*cm) es significativamente mayor que la resistividad polar (*cm).

Figura 5 (a) densidad de compactación de cinco polos; Figura 5 (b) comparación de resistividad de cinco polos

2.4 Resistencia Interna (DCR)

La estática de la hebilla ensamblada está configurada para 12h. Después de dos vueltas de activación de carga y descarga, se prueba de acuerdo con el proceso DCR que se muestra en la Figura 6(a). Al calcular DCR, la diferencia de voltaje antes y después de la descarga se divide por la corriente de descarga. De la Figura 6(b), la DCR de las primeras tres muestras fue significativamente menor que 4# y 5#, y es diferente de las tendencias de resistencia a la lechada y al polvo, mientras que las tendencias de resistencia interna de 4# y 5# son consistentes con las tendencias de resistencia a la lechada y al polvo. Tendencias de resistencia de la hoja polar. La resistencia interna de la hebilla medida por la condición de descarga 30s contiene la resistencia electrónica de cada componente, incluida la resistencia de transferencia de carga y la resistencia de difusión de iones de litio, por lo que hay más factores que influyen y es probable que sea inconsistente con la tendencia de resistencia de polvo,

Figura 6(a) Proceso de prueba de DCR; Figura 6 (b) Comparación de DCR de cinco tipos 

3. Resumen

Este documento para diferentes niveles de prueba de resistencia de batería de polvo, lodo, poste y hebilla, análisis de la correlación entre la resistencia, encontramos que la tendencia de la resistividad del lodo y la resistividad del poste es similar, pero debido a que el lodo está en estado de suspensión, la resistividad es el orden de magnitud de mil ohm/cm, y polo porque es una película laminar, la resistencia es ohm/cm, el valor absoluto de la resistividad es casi 1000 veces. Desde el nivel de polvo hasta el nivel de suspensión, si la diferencia de resistividad del estado del polvo es pequeña, es probable que la tendencia de resistividad sea inconsistente con el estado del polvo debido a la adición de otros excipientes y solventes en la preparación de la suspensión, junto con la volatilidad del proceso de preparación. Extendido aún más a la resistencia interna de CC de la hebilla,

Por lo tanto, a partir del polvo, la lechada, el poste, la hebilla de estos cuatro niveles diferentes de correlación de resistencia, es probable que obtenga una tendencia inconsistente, pero debido a que cada nivel de los parámetros de resistividad puede representar la estabilidad y la tendencia de las muestras de nivel, por lo tanto, monitorear cada nivel de Los parámetros de resistividad son útiles para ayudar al personal de investigación y producción a evaluar mejor el rendimiento eléctrico de materiales excelentes y monitorear la estabilidad del proceso de producción de materiales y celdas.

Documentación de referencia

1. Xu Jieru, Li Hong, et al., Investigación sobre baterías de litio. Ciencia y tecnología de almacenamiento de energía, 2018,7 (5) 926-955.

2. Hiroki Kondo et al. Influencia del material activo en la conductividad electrónica del electrodo positivo en baterías de iones de litio. Diario de la Sociedad Electroquímica, 2019, 166 (8) A1285-A1290.

3. Nie Lei, Qin Xing, Zhang Na, et al. Investigación sobre el método de evaluación previa de la resistencia de la batería de iones de litio, Power Supply Technology, 2019, 43 (4): 562-563.