Elektrodresistanstestparameter jonbas
Utvärderingen av beläggningslikformigheten hos de positiva och negativa elektroderna är en viktig övervakningspost i batteriproduktionsprocessen. Om enhetligheten hos elektrodskivorna efter beläggning eller valsning är dålig, kommer det att avsevärt påverka prestandakonsistensen hos back-end-cellerna. För närvarande är den vanligen använda metoden för att utvärdera polstyckets beläggningslikformighet huvudsakligen att övervaka tjocklek, kvalitet och motstånd, bland urvalet av testparametrar för resistans för elektrodplåt (membranmotstånd), såsom testtryck och tryckhållningstid , är extremt viktig för stabiliteten hos mätresultaten, föreslår detta dokument en mer lämplig testparameter baserad på specifika testdata för elektrodskivans resistans, för att säkerställa noggrannheten och stabiliteten hos testdata.
Figur 1. Schematiskt diagram över polstyckets motståndstest
1. Laboratorieutrustning
Utrustningsmodell: BER2500 (IEST), elektroddiameter 14 mm. Utrustningen visas i figurerna 2(a) och 2(b).
2. Dataanalys
Vi utförde in-situ tjockleks- och motståndstester på de positiva och negativa elektroderna efter valsning under olika tryck (5-60MPa), som visas i figur 3. Det kan ses av figuren att med ökningen av testtrycket, resistansen hos de positiva och negativa elektroderna minskar kontinuerligt, och den maximala tjockleken på den positiva elektroden ändras med cirka 4 μm, och den maximala tjockleken på den negativa elektroden ändras med cirka 25 μm. Under testet är det nödvändigt att inte påverka tillståndet för provet som ska testas så mycket som möjligt, och samtidigt är det nödvändigt att säkerställa att testelektroden är i nära kontakt med provet. Därför rekommenderar vi att testtrycket för det positiva elektrodstycket är 25 MPa och att det negativa elektrodstycket väljs som 5 MPa.
Figur 3. Testresultat av resistans och tjocklek hos positiva och negativa elektroder under olika tryckförhållanden
Därefter undersökte vi den lämpliga tryckhållningstiden ytterligare och testade resistans- och tjockleksdata för de positiva och negativa elektroderna under samma tryck i 100 sekunder kontinuerligt, som visas i figur 4. Det kan ses från figuren att som hållningen tiden ökar, resistansen hos de positiva och negativa elektroderna minskar kontinuerligt, och den maximala tjockleken på den positiva elektroden varierar med högst 1 μm, och den maximala tjockleken på den negativa elektroden varierar med ca 1,5 μm. Under testet är det nödvändigt att förkorta testtiden så mycket som möjligt, förbättra testeffektiviteten och samtidigt säkerställa stabiliteten hos testdata. Därför rekommenderar vi att tryckhållningstiden för de positiva och negativa elektroderna väljs till 15s.
Figur 4. Testresultat av resistans och tjocklek hos positiva och negativa elektroder under olika hålltidsförhållanden
Med hjälp av ovanstående testförhållanden valde vi 10 positiva polstycken för att utföra MSA-analys på utrustningen. Eftersom varje position av polstycket inte kan återanvändas efter testning är det ett destruktivt test. Vi valde kapslad GR&R-forskning och resultaten visas i figur 5, som visar att utrustningens repeterbarhet och urskiljbarhet är på en utmärkt nivå.
Figur 5. GR&R-analys av elektrodplåtmotståndsmätare
3. Sammanfattning
Genom att utforska testparametrarna (tryck och hålltid) för elektrodresistansen rekommenderar vi 25 MPa för den positiva elektroden, 5 MPa för den negativa elektroden och en hålltid på 15 s för båda, repeterbarheten och urskiljbarheten för de erhållna resistansdata från testet under detta tillstånd nådde en utmärkt nivå.
4. Referensmaterial
1. Serena W. Peterson och Dean R. Wheeler, direkta mätningar av effektiv elektronisk transport i porösa li-jonelektroder. Journal of The Electrochemical Society, 161 (14) A2175-A2181 (2014).
2. Hiroki Kondo et al. Det aktiva materialets inverkan på den positiva elektrodens elektroniska ledningsförmåga i litiumjonbatterier. Journal of The Electrochemical Society, 2019,166 (8) A1285-A1290
3.BG Westphal et al. Inverkan av högintensiv torrblandning och kalandrering på den relativa elektrodresistiviteten bestäms via en avancerad tvåpunktsmetod. Journal of Energy Storage 2017, 11, 76–85