Motståndskorrelation mellan olika nivåer av batterisvällning

Batteriets multiplikatorprestanda påverkar hastigheten och livslängden för batteriets laddning och urladdning. Hur man kan minska det interna motståndet och förbättra batteriets multiplikatorprestanda är den riktning som batteriforskarna ständigt undersöker. Batteriets inre motstånd består av olika komponenter, spännbatteriets struktur, det interna motståndet inkluderar positivt och negativt elektrodskal, elektrodplatta, membran, membran, packning / splitter, och delarna av beredningsprocessen för det hela spänne batterikomponentmotstånd, olika nivåer kommer att påverka det slutliga batterimotståndet, kan styra batteriets design och produktionsprocessen, förbättra batteriets multiplikatorprestanda.

Figur 1. Schematisk bild av spännets batteristruktur

Figur 2. Testmetoder för olika nivåer av batteriet

1. Experimentellt protokoll och testvillkor

1.1 Experimentschema:5 ternära pulver med olika resistivitet väljs, enligt massförhållandet 96,5:1,5:2 (aktiv substans: ledande kol: PVDF) för slurryproduktion med 53,3% fixering och följde de konventionella procedurerna för beläggning, rullpressning, stansning, spänne montering och provning.

1.2 Testvillkor

1.2.1 Pulverresistivitet: 5~200MPa, med ett intervall på 50MPa, och en tryckhållningshastighet på 10s.

1.2.2 Massresistivitet: kontinuerligt test i 5 min, med 20s gruvpunktsintervall.

1.2.3 Polplåtresistivitet: 5MPa, med tryckhållning i 15s.

1.2.4 Stopp D CR:25℃,20%DOD,1,5C urladdning i 30s.

2. Resistivitetsanalys av olika nivåer av batteriet

2.1 Pulverresistivitet

Fem ternära material med olika resistivitet väljs som den positiva elektroden på spännbatteriet. Från figur 3(a), när det applicerade trycket ökar, är packningsdensiteten för de fem proverna mellan 2 och 3g/cm3, och packningsdensiteten är 3g/cm3, vilket motsvarar resistiviteten på 200 MPa, som visas i figur 3(b) ), är resistiviteten 1 # <2 # <3 # <4 # <5 #.

Figur 3 (a) kompakteringsdensitetskurva för 5 pulver; (b) resistivitetsjämförelse av 5 pulver

2.2 Morp-resistivitet

Efter att de 5 proverna har rörts om i samma formel, utförs resistivitetstestet med slurryresistorn och resistivitetsvärdet efter ca 3 min är relativt stabilt jämfört med samma period förra året. Vid denna tidpunkt kan man se från figur 4 att resistivitetsstorleken för de 5 typerna av slurry är: 1 # <5 # <3 # <2 # <4 #, liknande förändringen av M-typ, jämfört med pulvret tillstånd, 3 # och 5 # slurry är lägre, vilket sannolikt är relaterat till slurrytypen med 1,5 % mer ledande kol, eftersom det ledande kolets ledningsförmåga är mycket högre än ternära material, och dess spridningsgrad och tillstånd i slurryn kommer att påverka mätning av pastaresistivitet.

Figur 4. Jämförelse av resistiviteten för de fem massorna

2.3 Polplattans resistivitet

Resistivitetstestet av samma förhållanden före och efter valstrycket, som visas i figur 5, ökas packningsdensiteten till 3 g/cm3, i överensstämmelse med tillståndet för pulverkomprimeringen, och resistiviteten är mycket lägre jämfört med valsen tryck, främst på grund av de aktiva partiklarna, de aktiva partiklarna och det ledande kolet, kontakten mellan beläggningsskiktet och vätskeuppsamlaren. Årets resistivitetstrend, liknande förändringen av pastaresistiviteten M-typ, visar detta att när formeln är konsekvent, är pasta- och polresistivitetstrenden närmare, men kontakttillstånden mellan de två partiklarna är olika och slurryn innehåller mycket lösningsmedelseffektelektron överföring, så det absoluta värdet för pastaresistiviteten (kΩ*cm) är betydligt större än den polära resistiviteten (*cm).

Figur 5 (a) packningsdensitet för fem poler; Figur 5 (b) resistivitetsjämförelse för fem poler

2.4 Internt motstånd (DCR)

Det monterade spännet statiskt är inställt på 12 timmar. Efter två varv av laddning och urladdningsaktivering testas den enligt DCR-processen som visas i figur 6(a). Vid beräkning av DCR delas spänningsskillnaden före och efter urladdning med urladdningsströmmen. Från figur 6(b) var DCR för de tre första proverna signifikant mindre än 4# och 5#, och skiljer sig från slurry- och pulverresistanstrender, medan de interna resistanstrenderna för 4# och 5# överensstämmer med slurry och 5#. polplåtsmotståndstrender. Spännets inre resistans mätt av urladdningens tillstånd 30s innehåller den elektroniska resistansen för varje komponent, inklusive laddningsöverföringsresistansen och litiumjondiffusionsresistansen, så det finns fler påverkande faktorer, och det är sannolikt oförenligt med resistanstrenden för pulver,

Figur 6(a) DCR-testprocess; Figur 6 (b) DCR-jämförelse av fem typer 

3. Sammanfattning

Detta papper för olika nivåer av pulver-, slurry-, pol- och spännbatteriresistanstest, analys av korrelationen mellan resistans, fann vi att slurryresistiviteten och polresistivitetstrenden är liknande, men eftersom slurryn är suspensionstillstånd är resistiviteten ordningen av storleken tusen ohm/cm, och pol eftersom är arkfilm, resistansen är ohm/cm, är det absoluta värdet av resistiviteten nästan 1000 gånger. Från pulvernivån till slurrynivån, om resistivitetsskillnaden i pulvertillståndet är liten, är resistivitetstrenden sannolikt oförenlig med pulvertillståndet på grund av tillsatsen av andra hjälpämnen och lösningsmedel vid framställning av slurryn, i kombination med flyktigheten av beredningsprocessen. Ytterligare utsträckt till det inre DC-motståndet i spännet,

Därför, från pulvret, slurryn, polen, spänn dessa fyra olika nivåer av motståndskorrelation, kommer sannolikt att få inkonsekvent trend, men eftersom varje nivå av resistivitetsparametrarna kan representera stabiliteten och trenden för nivåproverna, så övervaka varje nivå av resistivitetsparametrar är till hjälp för att hjälpa forsknings- och produktionspersonal att bättre screena elektriska prestanda hos utmärkta material och övervaka stabiliteten hos material- och cellproduktionsprocessen.

Referensdokumentation

1. Xu Jieru, Li Hong, et al., forskning om litiumbatterier. Energy Storage Science and Technology, 2018,7 (5) 926-955.

2. Hiroki Kondo et al. Influence of the Active Material on the Electronic Conductivity of the Positive Electrode in Lithium-Ion Batteries .Journal of The Electrochemical Society, 2019,166 (8) A1285-A1290.

3. Nie Lei, Qin Xing, Zhang Na, et al. Forskning om resistansförutvärderingsmetoden för litiumjonbatterier, Power Supply Technology, 2019,43 (4): 562-563.