Tqabbil ta 'proċess ta' taħlit pass pass u proċess ta 'taħlit ta' darba

Fir-rigward tal-metodu ta 'preparazzjoni tad-demel likwidu tal-batterija tal-litju, ir-riċerkaturi ppruvaw proċessi differenti ta' polping. It-testijiet urew li l-proċess tal-polping ta 'tmigħ gradwali huwa ferm superjuri għall-proċess ta' pulping ta 'darba. Dan id-dokument jagħmel paragun dettaljat bejn il-proċess ta 'pulping bi stadju maqsum u l-proċess ta' pulping ta 'darba. Iż-żewġ proċessi tal-polping huma murija fil-Figura 1. (a) huwa l-proċess ta 'pulping ta' darba; (b) huwa l-proċess ta 'pulping pass pass.

Figura 1. Żewġ proċessi ta 'taħlit differenti

Il-proċess ta 'taħlit ta' darba huwa li tħallat il-legatur u l-NMP u ħawwad għal nofs siegħa, u mbagħad żid il-materjal attiv u l-iswed tal-karbonju konduttiv fis-solvent f'ħin wieħed għat-taħlit. Il-karatteristika tat-taħlit b'ħafna stadji hija li l-ammont ta 'solvent huwa miżjud f'lottijiet. Proċess ta 'taħlit ta' darba u proċess ta 'taħlit b'ħafna stadji mhux biss għandhom impatt kbir fuq il-proprjetajiet tad-demel likwidu, bħal viskożità, modulu dinamiku viskoelastiku u karatteristiċi ta' fluss stabbli, iżda jaffettwaw ukoll l-impedenza, il-prestazzjoni taċ-ċiklu, u l-prestazzjoni tar-rata batterija.

1. Ir-relazzjoni bejn il-viskożità tad-demel likwidu, ir-rata tal-qtugħ u l-fluwidità

Il-Figura 2 turi l-kurva tar-relazzjoni bejn il-viskożità u r-rata ta 'shear. Jista 'jidher li ma jimpurtax jekk il-metodu ta' pass wieħed jew pass pass huwiex adottat, il-viskożità tad-demel likwidu tonqos hekk kif tiżdied ir-rata ta 'shear (shear thinning). Il-viskożità tad-demel likwidu taħt shear baxx hija miżura ta 'l-imġieba ta' sedimentazzjoni ta 'partiċelli solidi, u l-viskożità taħt shear għolja hija miżura tal-proċessabilità tad-demel likwidu. Taħt shear baxx, il-viskożità ogħla taż-żewġ slurries hija aħjar, minħabba li l-partiċelli solidi ma qagħdux b'mod sinifikanti. Taħt shear għolja, il-viskożità baxxa tad-demel likwidu hija wkoll karatteristika tajba, minħabba li tfisser li d-demel likwidu jitħallat b'mod uniformi.

Naturalment, minkejja li ż-żewġ proċessi ta 'preparazzjoni għandhom tnaqqis fil-shear, il-metodu ta' taħlit b'ħafna stadji għadu aħjar mill-metodu ta 'sinteżi f'pass wieħed. Il-viskoelastiċità taż-żewġ tipi ta ’demel likwidu tinbidel bi frekwenza angolari tidher fil-Figura 3.

Figura 3. Ir-relazzjoni bejn ir-rata angolari u l-modulu tal-ħażna u l-modulu tat-telf

Mill-figura, nistgħu naraw li l-viskoelastiċità tad-demel likwidu ppreparat bil-metodu ta 'pass wieħed mhix relatata mal-frekwenza angolari, filwaqt li l-modulu viskoelastiku tad-demel likwidu ppreparat bil-metodu b'ħafna stadji huwa relatat mal-frekwenza angolari. It-tieni, fil-figura, G' huwa l-modulu tal-ħażna u G' huwa l-modulu tat-telf. Jista 'jidher li l-modulu tal-ħażna fil-metodu ta' pass wieħed huwa dejjem ogħla mill-modulu tat-telf, filwaqt li d-demel likwidu b'ħafna stadji huwa eżattament l-oppost. Jista 'jidher li d-demel likwidu ppreparat bil-metodu ta' pass wieħed huwa prinċipalment fi stat ta 'ġell, u l-partiċelli jingħaqdu flimkien biex jiffurmaw struttura tan-netwerk mimlija volum. Ir-raggruppamenti tal-partikuli mhumiex meqruda jew imkissrin, u huma dejjem imħallta b'rata ta 'shear baxxa, u l-effett tat-taħlit ma jinkisibx. Id-demel likwidu ppreparat bil-metodu b'ħafna stadji huwa essenzjalment sol ta 'viskożità baxxa, l-unitajiet tal-partiċelli huma mxerrda b'mod uniformi, u l-istruttura tan-netwerk hija kompletament meqruda u mxerrda. Id-demel likwidu gradwali jinsab fi stat ta 'tixrid tajjeb u juri isteresi ta' fluss tajjeb, li jista 'jkun rappreżentat mill-kurva ta' fluss ta 'isteresi (fluwidità) murija fil-graff. Il-Figura 4 turi r-relazzjoni bejn ir-rata ta 'shear u l-forza ta' shear meta r-rata ta 'shear l-ewwel tiżdied u mbagħad tonqos. Jista 'jidher li d-demel likwidu b'ħafna stadji għandu linja ta' isteresi.

Figura 4. Ir-rata tal-qtugħ u l-forza tal-qtugħ

Meta mqabbel mal-proċess ta 'taħlit ta' stadju wieħed, fil-proċess ta 'taħlit b'ħafna stadji, l-istruttura tan-netwerk irriversibbli tal-clusters tal-partikuli tinqasam aktar spiss. Dan minħabba li s-solvent NMP huwa miżjud f'diversi drabi, u s-solvent huwa inqas fl-istat inizjali, u l-partiċelli huma aktar probabbli li jinkisru taħt rata għolja ta 'shear. Peress li t-taħlit f'pass wieħed huwa li tferra 's-solvent kull darba, il-viskożità ġenerali titnaqqas malajr, u l-frizzjoni bejn il-partiċelli hija żgħira ħafna, għalhekk stat tajjeb ta' dispersjoni ma jistax jinkiseb.

2. L-influwenza ta 'żewġ proċessi differenti ta' taħlit fuq il-biċċa ta 'l-arblu

Is-slurries ippreparati miż-żewġ proċessi huma ppreparati f'elettrodi, u l-bidu tad-differenza jista 'jidher mill-istampi trasversali taż-żewġ biċċiet ta' l-arblu, kif muri fil-Figura 5.

Figura 5. Analiżi SEM u EDS tal-biċċa arblu

(a) Sezzjoni trasversali ta 'pass wieħed (e) Sezzjoni trasversali b'ħafna stadji, jista' jidher li wara li d-demel likwidu b'ħafna stadji jipprepara l-biċċa arblu, il-kuntatt tal-partiċelli huwa eqreb u l-istat imħallat huwa aħjar.

Il-Figuri (b) u (f) huma d-dijagrammi tal-immappjar tal-element EDS Co tal-biċċiet tal-arblu taż-żewġ tipi ta 'proċessi ta' polping. L-element Co huwa derivat mill-ossidu tal-kobalt tal-litju, li jista 'jivverifika l-effett aħjar ta' taħlit u dispersjoni tal-metodu f'diversi stadji.

Il-Figuri (c) u (g) ​​huma l-immappjar tal-element C tal-biċċa arblu taż-żewġ tipi ta 'proċess ta' daqs rispettivament. L-element C ġej prinċipalment minn PVDF u iswed tal-karbonju konduttiv;

Figuri (d) u ​​(h) huma l-immappjar ta 'element tal-fluworin fil-biċċa arblu taż-żewġ tipi ta' proċess ta 'daqs. L-element F ġej minn PVDF

Ir-riżultati ta 'settijiet multipli ta' ritratti juru wkoll li l-aġent konduttiv u l-materjal attiv fid-demel likwidu ta 'pass wieħed għandhom ħafna agglomerati u mhumiex imxerrda b'mod uniformi.

It-tielet, l-effett tal-proċess tat-taħlit fuq il-prestazzjoni tal-batterija

1. Prestazzjoni taċ-ċiklu

Il-prestazzjoni taċ-ċiklu tal-batterija ppreparata miż-żewġ slurries tidher fil-Figura 6. Wara 70 ċiklu, il-kapaċità tal-proċess ta 'taħlit ta' pass wieħed u ta 'pass maqsum huma 60% u 70% tal-kapaċità inizjali, rispettivament. Il-kapaċità tonqos aktar malajr. Ir-raġuni tista 'tkun ikkawżata mill-bidla tar-reżistenza interna tal-batterija&# 39 fil-metodu ta' pass wieħed.

Figura 6. Tqabbil tal-prestazzjoni taċ-ċiklu tal-batterija

2. Ir-reżistenza interna tal-batterija tinbidel b'DOD

L-esperiment juża HPPC biex jittestja r-reżistenza interna tal-batterija, u r-riżultat jidher fil-Figura 7. Jistgħu jittieħdu l-konklużjonijiet li ġejjin: a. Ir-reżistenza interna tal-batterija waqt il-ħatt hija akbar mir-reżistenza interna tal-ċarġ. Dan għaliex ir-rata ta 'inserzjoni ta' joni tal-litju fil-kannizzata solida hija aktar bil-mod mir-rata ta 'estrazzjoni ta' joni tal-litju. b. Ir-reżistenza interna tal-batterija bl-użu tal-metodu b'ħafna stadji u l-proċess tad-demel likwidu hija inqas minn dik tal-metodu ta 'pass wieħed f'kull stadju u taħt kull kundizzjoni DOD. c. Ir-reżistenza interna tal-batterija u l-fond tal-ħatt (D0D) huma relatati mill-qrib. Hekk kif jiżdied il-fond tar-rilaxx, l-ispazju għall-joni tal-litju li għandhom jiġu inkorporati jsir dejjem inqas, u dan jikkawża li l-impedenza tal-batterija tiżdied kif xieraq.

Figura 7. Ir-relazzjoni bejn il-ħlas u l-iskarigu taż-żewġ batteriji u r-reżistenza interna

3. L-influwenza ta 'żewġ proċessi ta' taħlit fuq il-prestazzjoni tar-rata tal-batterija

Sabiex titqabbel ir-reżistenza interna taż-żewġ batteriji b'biċċa arblu, il-batteriji korrispondenti huma skarikati b'rati differenti. Il-kurva tal-ħatt tidher fil-Figura 8.

Figura 8. Tqabbil tal-prestazzjoni tar-rata tal-batterija u l-polarizzazzjoni

Fost dawn, a hija batterija b'pass wieħed, ub hija batterija b'diversi stadji. Iż-żewġ batteriji huma ċċarġjati b'kurrent kostanti f'0.2C. Il-Figura a turi li hekk kif tiżdied il-kurrent tal-ħatt, il-polarizzazzjoni tal-batterija tkompli tiżdied. B'kuntrast mal-kurva ta 'skarika tal-batterija f'diversi stadji, għalkemm il-polarizzazzjoni tal-batterija tiżdied ukoll sa ċertu punt, il-polarizzazzjoni hija relattivament żgħira meta mqabbla mal-Figura a. Ir-raġuni għal dan il-fenomenu għandha tiġi ntraċċata lura għall-proċess ta 'preparazzjoni tad-demel likwidu. Kif imsemmi qabel, il-proċess ta 'taħlit b'ħafna stadji jista' jiżgura t-tixrid uniformi tal-aġent konduttiv u s-sustanza attiva, u jifforma netwerk konduttiv stabbli u uniformi. Bħala riżultat, ir-reżistenza tal-kuntatt bejn il-materjal attiv u l-aġent konduttiv titnaqqas ħafna biex tiżgura l-prestazzjoni eċċellenti taċ-ċiklu tal-batterija.

Konklużjoni:

Anki jekk il-kontenut solidu finali taż-żewġ proċessi ta 'taħlit differenti huwa l-istess, il-proprjetajiet reoloġiċi tad-demel likwidu għadhom differenti. Il-prodott tal-proċess ta 'taħlit fi stadju wieħed huwa simili għall-ġell, u l-unitajiet tat-trab huma konnessi ġewwa l-istruttura tan-netwerk mimlija bil-volum, u għalhekk se jkun hemm proprjetajiet simili għal solidi u akkumpanjati minn viskożità ogħla. Il-prodott ippreparat mill-proċess ta 'taħlit b'ħafna stadji huwa sol ta' viskożità baxxa, u l-unitajiet tal-partiċelli huma mxerrda ma 'xulxin. Dan għaliex fl-istadju inizjali, it-taħlita għandha kontenut ta 'solvent aktar baxx, il-partiċelli huma f'kuntatt mill-qrib, u l-probabbiltà ta' kolliżjoni hija ħafna ogħla mill-metodu ta 'demel likwidu f'pass wieħed. Għalhekk, il-kontenut ta 'likwidu aktar baxx jgħin biex ikisser u jxerred l-agglomerati tal-partiċelli. Id-dispersjoni uniformi tal-materjal attiv tal-aġent konduttiv turi li l-batterija għandha polarizzazzjoni aktar baxxa u prestazzjoni aħjar taċ-ċiklu u prestazzjoni tar-rata.