Comparación de métodos de prueba de resistencia de electrodos: cuatro sondas frente a dos sondas

La resistencia de la batería de iones de litio es uno de los indicadores importantes para medir el rendimiento de la batería, el tamaño de la resistencia de la batería de iones de litio afecta directamente la capacidad de la batería de iones de litio, el ciclo de vida y el rendimiento de seguridad, afecta los factores de resistencia de la batería de iones de litio tiene materiales de electrodo, fórmula, electrolito, proceso de homogeneización del revestimiento, resistencia del electrodo, etc., la resistencia del electrodo refleja el rendimiento y la fórmula del material del electrodo. A través de los resultados de la prueba de resistencia del electrodo, por un lado, se puede utilizar para mejorar el proceso de recubrimiento de homogeneizado y la fórmula para realizar la evaluación rápida del sistema material; por otro lado, puede filtrar y clasificar oportunamente y eliminar la hoja polar con un gran valor de resistencia, para no fluir en el proceso de fabricación único, y mejorar la calidad de los productos terminales. En este documento, la diferencia de los dos métodos de prueba se prueba mediante el método de cuatro sondas y dos sondas. El diagrama esquemático de los dos métodos de prueba es el siguiente:

Figura 1. (a) Esquema de dos sondas (b) Esquema de cuatro sondas

Durante dos pruebas de sonda, el terminal se coloca en la muestra y recibe la señal de voltaje de CA para recolectar la corriente para la resistencia de la muestra y obtener la resistividad de la muestra a través de la relación de conversión; las cuatro sondas se colocan en la superficie de la muestra y la señal de voltaje entre la resistividad de la muestra se obtiene a través de la relación de conversión.

1. Equipo experimental y métodos de prueba

1.1 Equipo experimental: resistencia de lámina polar, modelo B ER2500, diámetro de electrodo de 14 mm, puede aplicar una presión de 5 ~ 60 MP a, la apariencia del equipo como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. (a) Diagrama de apariencia de BER2500 (b) Diagrama de estructura de BER2500

1.2 Método de prueba: establezca parámetros como la fuerza de la presión de prueba y el tiempo de retención de la presión en el software M RMS para iniciar la prueba. El software lee automáticamente el grosor del electrodo, la resistencia, la resistividad, la conductividad y otros datos.

1.3 Información de la muestra: seleccione el cátodo-1 de la placa del electrodo positivo, el ánodo-1, el cátodo-2 de la hoja del electrodo negativo, el ánodo-2, las muestras de membrana pura, el papel de aluminio y el papel de cobre, y pruebe la resistencia de la placa del electrodo con dos sondas y cuatro sondas, respectivamente.

2. Análisis de datos

2.1 Prueba y análisis de resistencia de la hoja de poste de lámina de tira

Para la prueba de resistencia de lámina de electrodo positivo, la Figura 3 (a) muestra que para el cátodo-1 de lámina de electrodo de resistencia pequeña (2 ^ 10).1^-6Ω * cm) con resistividad de lámina de aluminio puro (2 ^ 10.884^-5.3316.370026Ω * cm) varía aproximadamente 10 veces, pero para el cátodo-2 de lámina de electrodo con un valor de resistencia grande, la resistividad del electrodo de la prueba de cuatro sondas es de 1 Ω * cm, que es mucho mayor que la del puro papel de aluminio. En la Figura 3 (b), la resistividad del electrodo probada por la hoja de cátodo-1 (1444,94 Ω * cm) (0 Ω * cm), que también supera la de la lámina, como se muestra en la Figura 4 (a) y (b) muestra la resistencia entre diferentes recubrimientos y la lámina.

Figura 3. (a) Prueba de resistencia de placa de electrodo positivo del método de cuatro sondas (b) Prueba de resistencia de placa de electrodo positivo del método de dos sondas

Figura 4. (a) Prueba de resistencia de la placa del electrodo negativo del método de cuatro sondas (b) Placa del electrodo negativo del método de dos sondas 

Prueba de resistencia

2. Análisis de resistencia de membrana pura de lámina

La prueba de resistencia de la muestra de película pura sin lámina recubierta en seco se realiza mediante dos métodos. Como puede verse en la Figura 5, la resistividad de la prueba monocapa (0 Ω * cm) es casi la misma que la de la prueba bicapa (0 Ω * cm), y es mucho mayor que la resistividad del papel de aluminio puro ( 2^10).27.26.884^-5Ω * cm) o lámina de cobre puro (1.832 ^ 10^-5.27.23Ω * cm), la resistividad de la prueba de una sola capa (1 Ω * cm) del método de dos sondas es casi la misma que la de la prueba de doble capa (1 Ω * cm), pero la resistividad de las dos sondas será mayor que la del método de cuatro sondas.

Figura 5. Prueba de resistencia de membrana pura por cuatro sondas y dos sondas

2.3 Análisis del mecanismo

El diagrama de circuito equivalente de los dos métodos de prueba se muestra en la Figura 6. La Figura a representa el diagrama de circuito de la resistencia de polo de dos sondas. La figura muestra que el voltaje actual se aplica a los extremos verticales de la muestra. El resultado es el resistencia de contacto de la lámina polar R, el revestimiento R, la resistencia total del fluido colector R, luego la resistividad y la resistividad; La figura b es un diagrama esquemático del circuito que prueba la resistencia del electrodo mediante el método de cuatro sondas. La corriente aplicada se aplica en la superficie de la muestra, por lo que la dirección de la corriente se puede dividir en las rutas 1, 2 y 3. Cuando la lámina del electrodo la resistencia es pequeña, la mayoría de los electrones pasan a través de la ruta 2, muy frecuentemente a través de las rutas 1 y 3, la resistencia de la lámina polar medida está cerca de la resistencia de la lámina, cuando la resistencia de la lámina es grande, La probabilidad de que el electrón pase a través de la ruta 1 aumenta. El valor de la resistencia también aumenta. Al probar la resistencia de la lámina del electrodo con el método de cuatro sondas. Dado que el valor absoluto medido es pequeño. Incluso alcanzando el nivel de Ω. La precisión del instrumento. Los requisitos de estabilidad y control de rango y presión del sistema también son altos. Por lo tanto, es difícil obtener datos estables. En conclusión, conviene seleccionar la resistencia de la capa compuesta. Por lo tanto, es difícil obtener datos estables. En conclusión, conviene seleccionar la resistencia de la capa compuesta. Por lo tanto, es difícil obtener datos estables. En conclusión, conviene seleccionar la resistencia de la capa compuesta.

Figura 6. (a) Diagrama esquemático del circuito de dos sondas (b) Diagrama esquemático del circuito de cuatro sondas

3. Resumen

Este documento compara la diferencia entre la resistencia del electrodo, los resultados muestran que la muestra del polo de la lámina de la tira de prueba, el valor de resistencia de la prueba de cuatro sondas es mucho menor que las dos sondas y, a veces, la resistencia es casi cercana a la resistencia de la lámina, incapaz de distinguir el recubrimiento, y debido al valor pequeño, la precisión del instrumento, el rango y los requisitos de estabilidad del control de presión del sistema son altos, por lo que es difícil obtener datos estables, solo pruebe el recubrimiento sin lámina, valor de resistencia en el nivel de ohmios. La prueba de dos sondas es la resistencia de penetración total de la placa del electrodo, que puede distinguir significativamente la diferencia del recubrimiento, y es adecuada para probar baterías de litio y todo tipo de supercondensadores.

 Documentación de referencia

1. 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

2. BGWestphal et al. In fl uencia de la mezcla en seco y el calandrado de alta intensidad en la resistividad relativa del electrodo determinada a través de un enfoque avanzado de dos puntos. Journal of Energy Storage 2017, 11, 76–85

3. Nils Mainusch et al. Nueva sonda de contacto y método para medir resistencias eléctricas en electrodos de batería Energy Technol. 2016, 4, 1550-1557