L-istabbiltà u t-tixrid tad-demel likwidu tal-batterija għandhom impatt importanti fuq il-proprjetajiet tal-elettrodi u l-prodotti tal-batterija lesti. Allura kif tikkaratterizza l-istabbiltà u t-tixrid tad-demel likwidu tal-batterija?
Metodu ta 'karatterizzazzjoni tal-istabbiltà tad-demel likwidu tal-batterija
1. Metodu ta 'kontenut solidu
Il-metodu tat-test tal-kontenut solidu huwa metodu bi prezz baxx u faċli biex jiġi ttestjat. Il-prinċipju tiegħu huwa li tpoġġi d-demel likwidu f'kontenitur u tieħu kampjuni fl-istess post f'intervalli regolari biex tittestja u janalizza l-kontenut solidu. Billi tiġġudika d-differenza fil-kontenut solidu, l-istabbiltà tad-demel likwidu tal-batterija tal-litju tista 'tiġi ġġudikata biex tara jekk hemmx sedimentazzjoni, stratifikazzjoni u fenomeni oħra.
2. Metodu tal-viskożità
Il-metodu tat-test tal-viskożità jista 'wkoll bażikament jirrifletti l-istabbiltà tad-demel likwidu. Il-prinċipju tiegħu huwa li tpoġġi d-demel likwidu f'kontenitur u tittestja l-viskożità f'intervalli regolari. L-istabbiltà tad-demel likwidu tista 'tiġi ġġudikata mill-bidla fil-viskożità.
3. Analizzatur tal-Istabbiltà
L-użu ta 'analizzatur ta' stabbiltà jista 'jitkellem bid-dejta. Per eżempju, Sung et al. uża analizzatur ta 'stabbiltà biex jimmonitorja l-bidliet tat-trażmissjoni tad-dawl ta' slurries pH differenti bl-użu ta 'PAA bħala binder fi żmien 12-il siegħa. It-trażmissjoni tad-dawl inizjali u l-valuri tal-bidla ta' 12-siegħa tad-demel likwidu newtrali kienu iżgħar. Minħabba li l-materjali tal-karbonju iswed għandhom assorbiment tad-dawl, trażmissjoni tad-dawl aktar baxxa tindika dispersjoni aħjar ta 'partiċelli iswed tal-karbonju, u mikro-agglomerati iżgħar għandhom żoni tal-wiċċ speċifiċi akbar, u b'hekk itejbu l-effiċjenza tal-assorbiment tad-dawl. Fl-istess ħin, il-bidla żgħira fit-trażmissjoni tad-dawl tad-demel likwidu fi żmien 12-il siegħa tindika li d-demel likwidu għandu stabbiltà tajba ta 'dispersjoni matul il-proċess statiku, kif muri fil-figura hawn taħt.
4. Karatterizzazzjoni tal-potenzjal Zeta
Il-potenzjal Zeta jirreferi għall-potenzjal tal-Shear Plane, magħruf ukoll bħala potenzjal elettrokinetiku jew forza elettromottiva, u huwa indikatur importanti biex tikkaratterizza l-istabbiltà ta 'dispersjonijiet kollojdali. Iktar ma jkunu żgħar il-molekuli jew il-partiċelli mxerrda, iktar ikun għoli l-valur assolut tal-potenzjal Zeta (pożittiv jew negattiv), u aktar tkun stabbli s-sistema, jiġifieri, ix-xoljiment jew it-tixrid jistgħu jirreżistu l-aggregazzjoni. Bil-maqlub, iktar ma jkun baxx il-potenzjal ta 'Zeta (pożittiv jew negattiv), aktar għandu t-tendenza li jikkoagula jew jaggrega, jiġifieri, l-attrazzjoni taqbeż ir-repulsjoni, id-dispersjoni tinqered u sseħħ koagulazzjoni jew aggregazzjoni.
Metodu ta 'karatterizzazzjoni tad-dispersjoni tad-demel likwidu tal-batterija
1. Finezza
Il-finezza hija indikatur importanti tal-prestazzjoni tad-demel likwidu tal-batterija, li jista 'jirrifletti informazzjoni bħad-daqs u t-tixrid tal-partiċelli tad-demel likwidu. Il-valur tal-finezza jista 'jintuża biex jifhem jekk il-partiċelli fid-demel likwidu humiex imxerrda u jekk l-agglomerati humiex deagglomerati.
2. Impedenza tal-membrana
Id-demel likwidu tal-batterija tal-litju huwa sistema mħallta solidu-likwidu ffurmata billi tferrex materjali attivi ta 'elettrodu u aġenti konduttivi f'soluzzjoni li jgħaqqad. Skont il-prinċipju tat-test tal-impedenza tal-membrana b'erba 'sondi, l-impedenza tal-membrana tad-demel likwidu tiġi ttestjata. L-istat tad-distribuzzjoni tal-aġent konduttiv fid-demel likwidu jista 'jiġi analizzat kwantitattivament permezz tar-reżistività biex jiġġudika l-effett ta' dispersjoni tad-demel likwidu. Il-proċess tat-test speċifiku huwa: uża applikatur tal-film biex jiksi indaqs id-demel likwidu fuq il-film iżolanti, imbagħad saħħan u nixxef, kejjel il-ħxuna tal-kisja wara t-tnixxif, aqta 'l-kampjun, u d-daqs jissodisfa r-rekwiżit infinit. Fl-aħħarnett, uża erba 'sondi biex tkejjel l-impedenza tal-membrana tal-elettrodu u kkalkula r-reżistività bbażata fuq il-ħxuna.
3. Mikroskopija elettronika tal-iskannjar/analiżi tal-ispettru tal-enerġija/mikroskopija krijo-elettroniċi
Il-mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM) tista 'tintuża biex tosserva direttament il-morfoloġija tad-demel likwidu tal-batterija, u tikkoopera mal-analiżi tal-ispettru tal-enerġija (EDS) biex tanalizza t-tixrid ta' kull komponent. Madankollu, meta tħejji kampjuni, it-tnixxif tad-demel likwidu matul dan il-proċess jista 'jikkawża t-tqassim mill-ġdid tal-komponenti tiegħu stess. Il-mikroskopija krijo-elettronika (Cryo-SEM) tista 'żżomm l-istat tad-distribuzzjoni oriġinali tal-komponenti tad-demel likwidu, għalhekk reċentement bdiet tintuża fl-analiżi tal-proprjetà tad-demel likwidu.
4. Elettrodu CT immaġini
L-immaġini tal-elettrodu CT jistgħu josservaw direttament l-istat ta 'dispersjoni tal-partiċelli fl-elettrodu. Kif muri fil-figura li ġejja, hemm aktar partiċelli kbar agglomerati fl-elettrodu fil-Figura a, il-partiċelli agglomerati fl-elettrodu fil-Figura b huma mnaqqsa b'mod sinifikanti, u kważi m'hemm l-ebda partiċelli kbar agglomerati fl-elettrodu fil-Figura c.
5. Teknoloġija tal-kejl tad-diffrazzjoni bil-lejżer
It-teknoloġija tal-kejl tad-diffrazzjoni bil-lejżer tuża t-teorija tat-tifrix ta 'Fresnel u t-teorija ta' Fraunhofer biex tikseb id-daqs u d-distribuzzjoni tal-partiċelli. L-analizzatur tad-daqs tal-partiċelli tal-lejżer ibbażat fuq din it-teknoloġija għandu preċiżjoni għolja tal-kejl, ripetibbiltà tajba u ħin qasir ta 'kejl. Ġie użat ħafna fil-fabbriki tal-batteriji biex jittestja d-daqs tal-partiċelli tad-demel likwidu fil-batteriji.
6. Metodu ta 'analiżi ta' spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika
Per eżempju, Wang et al. uża l-metodu ta 'analiżi ta' spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika (EIS) biex janalizza direttament l-ispettru ta' impedenza tad-demel likwidu u kiseb il-karatteristiċi elettrokimiċi tad-demel likwidu f'konċentrazzjonijiet ta 'partiċelli differenti. U permezz tar-riżultati tat-twaħħil tal-ispettru tal-impedenza, ġie stabbilit metodu ta 'evalwazzjoni għall-istruttura tad-distribuzzjoni interna tal-partiċelli tad-demel likwidu tal-elettrodu bbażat fuq il-mudell ta' ċirkwit ekwivalenti tal-parametru, li pprovda idea ġdida għall-kejl onlajn u l-evalwazzjoni onlajn tal-istruttura mhux uniformi interna tad-demel likwidu tal-batterija tal-jone tal-litju. Il-prinċipju tat-test EIS huwa muri fil-figura.
Metodi biex tikkaratterizza kemm l-istabbiltà tad-demel likwidu kif ukoll it-tixrid
1. Rheometer
(1) Test tal-viskoelastiċità
The viscoelastic characteristics of the slurry are characterized by the relative valuesof the storage modulus (G′) and the loss modulus (G″). The storage modulus G′, also known as the elastic modulus, represents the capacity stored when the slurry undergoes reversible elastic deformation and is a measure of the elastic deformation of the slurry. The loss modulus G″, also known as the viscous modulus, represents the energy consumed when the slurry undergoes irreversible deformation and is a measure of the viscous deformation of the slurry. In the frequency scan, based on the relative size of G′and G″and evaluating the sensitivity of G′to the angular frequency, it is possible to reflect whether the slurry is in a fluid state or a solid-like state. In the low-frequency range, G′>G″u iktar ma tkun kbira d-differenza, aħjar tkun l-istabbiltà tad-demel likwidu. Kif muri fil-figura hawn taħt, l-istabbiltà tad-demel likwidu tal-grafita naturali hija aħjar minn dik tad-demel likwidu tal-grafita sintetika.
(2) Bidliet fil-viskożità bir-rata ta 'shear
Il-viskożità ta 'demel likwidu normalment tinbidel bir-rata ta' shear. Meta teżisti imġieba ta 'shear thinning, hemm agglomerati rotob fid-demel likwidu li jinqerdu faċilment minn shear stress. Għall-kuntrarju, il-preżenza ta 'shear thickening normalment tindika li hemm partiċelli iebsa aggregati fid-demel likwidu. B'mod ġenerali, slurries b'rati ta 'shear thinning aktar mgħaġġla għandhom it-tendenza li jkollhom dispersibility aħjar, jinjora l-qerda tal-binder bil-forza shear. Kif muri fil-figura hawn taħt, id-demel likwidu rappreżentat miċ-ċirku vojt għandu dispersibility aħjar miż-żewġ slurries l-oħra.
(3) Test tal-istress tar-rendiment
L-istress ta' rendiment fir-reoloġija huwa definit bħala l-istress applikat li fih tiġi osservata l-ewwel deformazzjoni tal-plastik irriversibbli fuq il-kampjun. Teoretikament, l-istress ta 'rendiment huwa l-istress minimu meħtieġ biex jinbeda l-fluss. L-analiżi tar-rendiment hija importanti għall-fluwidi strutturati kumplessi kollha. Jgħin biex tifhem aħjar il-prestazzjoni tal-prodott, bħall-ħajja fuq l-ixkaffa u l-istabbiltà kontra s-sedimentazzjoni jew is-separazzjoni tal-fażi. Hemm varjetà ta 'metodi reoloġiċi li jistgħu jintużaw biex jiddeterminaw l-istress ta' rendiment. Il-figura ta 'hawn taħt turi l-analiżi tal-istress tal-produzzjoni bl-użu tal-metodu ta' ramp-down tal-fluss ta 'shear. Mir-riżultati tat-test, wieħed jista 'jara li b'rati ta' shear moderati, l-istress shear tonqos hekk kif tonqos ir-rata ta 'shear. Madankollu, meta r-rata ta 'shear titnaqqas aktar, il-kurva tal-istress tilħaq livell stabbli u hija indipendenti mir-rata. Dan il-valur tal-istress stabbli jissejjaħ il-punt ta 'rendiment. Fl-istess ħin, il-kurva mkejla tal-"viskożità apparenti" issir infinita u għandha relazzjoni lineari mar-rata ta 'shear meta l-inklinazzjoni tkun -1.
Peress li l-grafita sintetika għandha daqs ta 'partiċelli akbar u forma ta' partiċelli aktar irregolari, id-demel likwidu juri stress ta 'rendiment aktar baxx u struttura tan-netwerk aktar dgħajfa. Għalhekk, dan il-kampjun sintetiku tad-demel likwidu tal-grafita se jkun aktar suxxettibbli għas-sedimentazzjoni u s-separazzjoni tal-fażi. Is-sedimentazzjoni tad-demel likwidu tista 'twassal għal distribuzzjoni irregolari ta' materjali attivi fuq l-elettrodu, u b'hekk tnaqqas il-prestazzjoni tal-batterija.
(4) Tixotropija
Wara l-kisi, id-demel likwidu tal-batterija se livell taħt l-azzjoni tal-gravità u t-tensjoni tal-wiċċ fuq il-kollettur kurrenti. Fil-medda baxxa tar-rata ta 'shear, huwa ttamat li l-viskożità gradwalment terġa' lura għall-viskożità għolja qabel il-kisi. Qabel ma terġa 'lura għal viskożità għolja, il-viskożità tad-demel likwidu għadha relattivament baxxa, faċli biex tinlivella, u l-wiċċ tal-kisi huwa lixx u uniformi fil-ħxuna. Il-ħin ta 'rkupru m'għandux ikun twil wisq jew qasir wisq. Jekk il-ħin ta 'rkupru huwa twil wisq, il-viskożità tad-demel likwidu tkun baxxa wisq matul il-proċess ta' livellar, u huwa faċli li jkun hemm tailing jew il-ħxuna tat-tarf t'isfel hija ogħla mill-ħxuna tal-kisja ta 'fuq. Jekk iż-żmien ikun qasir wisq, id-demel likwidu mhux se jkollu ħin biex jillivella.
2. Miter tar-reżistenza tad-demel likwidu
Il-parametru tar-reżistenza tad-demel likwidu għandu korrelazzjoni sinifikanti mal-formula tad-demel likwidu, it-tip u l-kontenut tal-aġent konduttiv, it-tip u l-kontenut tal-binder, eċċ. Wara li d-demel likwidu jitħawwad u jitħalla joqgħod għal perjodu ta 'żmien, is-sedimentazzjoni tal-ġel tista' iseħħu, u l-valur tar-reżistenza se juri wkoll gradi differenti ta 'bidla. Għalhekk, ir-reżistività tad-demel likwidu tista 'tintuża bħala metodu biex tikkaratterizza l-uniformità u l-istabbiltà tal-proprjetajiet elettriċi tad-demel likwidu.
Metodu tat-test:poġġi ċertu volum ta 'demel likwidu (madwar 80mL) fit-tazza tal-ħġieġ tal-kejl, daħħal pinna ta' elettrodu nadif, ibda s-softwer, ittestja l-bidla tar-reżistività tad-demel likwidu fi tliet pari ta 'elettrodi maż-żmien u ssalvaha fid-dokument.
Parametri tat-test:resistività, temperatura, ħin
Formula ta' kalkolu:Reżistenza (Ω*cm):Ρe=U/I * S/L
Karatteristiċi:
1. Issepara l-linji tal-vultaġġ u tal-kurrent, telimina l-influwenza tal-inductance fuq il-kejl tal-vultaġġ, u ttejjeb l-eżattezza tal-iskoperta tar-reżistenza.
2. L-elettrodu tad-diska b'dijametru ta '10mm jiżgura żona ta' kuntatt relattivament kbira mal-kampjun u jnaqqas l-iżball tat-test.
3. Il-bidla tar-reżistenza fi tliet pożizzjonijiet fid-direzzjoni vertikali tad-demel likwidu matul iż-żmien tista 'tiġi mmonitorjata f'ħin reali.
Firxa tal-kejl tar-reżisttività:2.5Ω*cm~50MΩ*cm
Preċiżjoni tal-kejl tar-reżistenza:±0.5%
