Stabilnost in disperzibilnost akumulatorske gošče pomembno vplivata na lastnosti elektrod in končnih baterijskih izdelkov. Kako torej označiti stabilnost in disperzibilnost akumulatorske brozge?
Metoda karakterizacije stabilnosti akumulatorske brozge
1. Metoda trdne vsebine
Metoda testiranja trdne vsebine je poceni metoda, ki jo je enostavno preizkusiti. Njegovo načelo je, da se gnojevka postavi v posodo in na istem mestu v rednih intervalih jemlje vzorce za testiranje in analizo trdne vsebine. S presojo razlike v vsebnosti trdnih snovi je mogoče oceniti stabilnost mešanice litijeve baterije, da ugotovimo, ali obstajajo sedimentacija, stratifikacija in drugi pojavi.
2. Metoda viskoznosti
Metoda preskusa viskoznosti lahko v bistvu odraža tudi stabilnost gnojevke. Njegovo načelo je, da se gnojevka postavi v posodo in se v rednih intervalih testira viskoznost. Stabilnost gošče lahko ocenimo po spremembi viskoznosti.
3. Analizator stabilnosti
Uporaba analizatorja stabilnosti lahko govori s podatki. Na primer, Sung et al. uporabil analizator stabilnosti za spremljanje sprememb prepustnosti svetlobe različnih pH gošč z uporabo PAA kot veziva v 12 urah. Začetna prepustnost svetlobe in 12-vrednosti urne spremembe nevtralne brozge so bile manjše. Ker imajo materiali saj absorpcijo svetlobe, manjša prepustnost svetlobe kaže na boljšo disperzijo delcev saj, manjši mikroaglomerati pa imajo večje specifične površine, s čimer se izboljša učinkovitost absorpcije svetlobe. Hkrati majhna sprememba prepustnosti svetlobe gnojevke v 12 urah kaže, da ima brozga dobro disperzijsko stabilnost med statičnim procesom, kot je prikazano na spodnji sliki.
4. Karakterizacija Zeta potenciala
Zeta potencial se nanaša na potencial strižne ravnine, znan tudi kot elektrokinetični potencial ali elektromotorna sila, in je pomemben indikator za karakterizacijo stabilnosti koloidnih disperzij. Manjše kot so molekule ali razpršeni delci, višja je absolutna vrednost potenciala Zeta (pozitivna ali negativna) in bolj stabilen je sistem, to pomeni, da se lahko raztapljanje ali disperzija upre agregaciji. Nasprotno, nižji kot je Zeta potencial (pozitiven ali negativen), bolj se nagiba h koagulaciji ali agregaciji, to pomeni, da privlačnost preseže odbojnost, disperzija se uniči in pride do koagulacije ali agregacije.
Metoda karakterizacije disperzije akumulatorske gošče
1. Finost
Drobnost je pomemben kazalnik učinkovitosti akumulatorske brozge, ki lahko odraža podatke, kot sta velikost in razpršenost delcev brozge. Vrednost drobnosti je mogoče uporabiti za razumevanje, ali so delci v gnojevki razpršeni in ali so aglomerati deaglomerirani.
2. Impedanca membrane
Zmes litijeve baterije je mešani sistem trdno-tekoče, ki nastane z dispergiranjem aktivnih materialov elektrod in prevodnih sredstev v raztopini veziva. V skladu z načelom preskusa impedance membrane s štirimi sondami se testira impedanca membrane gnojevke. Stanje porazdelitve prevodnega sredstva v gnojevki je mogoče kvantitativno analizirati z upornostjo, da se oceni učinek disperzije gnojevke. Specifični preskusni postopek je: uporabite filmski aplikator, da enakomerno nanesete goščo na izolacijsko folijo, jo nato segrejete in posušite, izmerite debelino prevleke po sušenju, izrežite vzorec in velikost izpolnjuje neskončno zahtevo. Na koncu uporabite štiri sonde za merjenje impedance membrane elektrode in izračunajte upornost na podlagi debeline.
3. Vrstična elektronska mikroskopija/analiza energijskega spektra/krioelektronska mikroskopija
Vrstilno elektronsko mikroskopijo (SEM) je mogoče uporabiti za neposredno opazovanje morfologije akumulatorske brozge in v sodelovanju z analizo energijskega spektra (EDS) analizirati disperzijo vsake komponente. Vendar pa lahko pri pripravi vzorcev sušenje gnojevke med tem postopkom povzroči prerazporeditev njenih lastnih komponent. Krioelektronska mikroskopija (Cryo-SEM) lahko ohrani prvotno stanje porazdelitve komponent gnojevke, zato se je nedavno začela uporabljati pri analizi lastnosti gnojevke.
4. CT slikanje z elektrodo
CT slikanje elektrode lahko neposredno opazuje stanje disperzije delcev v elektrodi. Kot je prikazano na naslednji sliki, je na elektrodi na sliki a aglomeriranih več velikih delcev, na sliki b je aglomeriranih delcev na elektrodi znatno manj, na sliki c pa na elektrodi skoraj ni aglomeriranih velikih delcev.
5. Tehnologija merjenja laserske difrakcije
Tehnologija merjenja laserske difrakcije uporablja Fresnelovo teorijo sipanja in Fraunhoferjevo teorijo za določitev velikosti in porazdelitve delcev. Laserski analizator velikosti delcev, ki temelji na tej tehnologiji, ima visoko merilno natančnost, dobro ponovljivost in kratek čas merjenja. Veliko se uporablja v tovarnah baterij za testiranje velikosti delcev gnojevke v baterijah.
6. Metoda analize elektrokemične impedančne spektroskopije
Na primer, Wang et al. uporabil metodo analize elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS) za neposredno analizo impedančnega spektra tekoče brozge in pridobil elektrokemične lastnosti brozge pri različnih koncentracijah delcev. Z rezultati prilagajanja impedančnega spektra je bila vzpostavljena metoda vrednotenja notranje strukture porazdelitve delcev elektrodne brozge, ki temelji na modelu ekvivalentnega vezja parametrov, kar je zagotovilo novo idejo za spletno merjenje in spletno vrednotenje notranje neenakomerne strukture. mešanice litij-ionske baterije. Načelo preskusa EIS je prikazano na sliki.
Metode za karakterizacijo stabilnosti in disperzibilnosti gnojevke
1. Reometer
(1) Preskus viskoelastičnosti
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″in večja kot je razlika, boljša je stabilnost gnojevke. Kot je prikazano na spodnji sliki, je stabilnost gošče naravnega grafita boljša od stabilnosti gošče sintetičnega grafita.
(2) Spremembe viskoznosti s strižno hitrostjo
Viskoznost gošče se običajno spreminja s strižno hitrostjo. Ko obstaja tanjšanje zaradi striga, so v gnojevki mehki aglomerati, ki jih strižna napetost zlahka uniči. Nasprotno, prisotnost strižne zgostitve običajno kaže, da so v gnojevki trdi agregirani delci. Na splošno imajo gošče s hitrejšimi strižnimi stopnjami redčenja boljšo disperzibilnost, ne da bi upoštevali uničenje veziva zaradi strižne sile. Kot je prikazano na spodnji sliki, ima gnojevka, ki jo predstavlja votli krog, boljšo disperzibilnost kot drugi dve brozgi.
(3) Obremenitveni test tečenja
Meja tečenja v reologiji je opredeljena kot uporabljena napetost, pri kateri se na vzorcu prvič opazi ireverzibilna plastična deformacija. Teoretično je napetost tečenja minimalna napetost, ki je potrebna za začetek toka. Analiza izkoristka je pomembna za vse tekočine s kompleksno strukturo. Pomaga pri boljšem razumevanju delovanja izdelka, kot sta rok uporabnosti in stabilnost pred sedimentacijo ali ločevanjem faz. Obstaja več reoloških metod, ki jih je mogoče uporabiti za določitev napetosti tečenja. Spodnja slika prikazuje analizo napetosti tečenja z uporabo metode zmanjševanja strižnega toka. Iz rezultatov preskusa je razvidno, da se pri zmernih strižnih hitrostih strižna napetost zmanjšuje z zmanjšanjem strižne hitrosti. Ko pa se strižna hitrost dodatno zmanjša, krivulja napetosti doseže stabilno raven in je neodvisna od hitrosti. Ta stabilna vrednost napetosti se imenuje točka tečenja. Istočasno izmerjena krivulja "navidezne viskoznosti" postane neskončna in ima linearno razmerje s strižno hitrostjo, ko je naklon -1.
Ker ima sintetični grafit večjo velikost delcev in bolj nepravilno obliko delcev, ima gošča nižjo mejo tečenja in šibkejšo mrežno strukturo. Zato bo ta sintetični grafitni vzorec gošče bolj dovzeten za sedimentacijo in ločevanje faz. Sedimentacija gnojnice lahko povzroči neenakomerno porazdelitev aktivnih snovi na elektrodi, s čimer se zmanjša učinkovitost baterije.
(4) Tiksotropija
Po nanosu se bo zmes akumulatorja izravnala pod vplivom gravitacije in površinske napetosti na tokovnem zbiralniku. V območju nizke strižne hitrosti upamo, da se bo viskoznost postopoma vrnila na visoko viskoznost pred nanosom premaza. Preden se vrne v visoko viskoznost, je viskoznost brozge še vedno relativno nizka, jo je enostavno izravnati, površina premaza pa je gladka in enakomerne debeline. Čas okrevanja ne sme biti predolg ali prekratek. Če je čas okrevanja predolg, bo viskoznost gnojevke med postopkom izravnave prenizka in zlahka pride do zaostanka ali pa je debelina spodnjega roba večja od debeline zgornjega premaza. Če je čas prekratek, se gnojevka ne bo imela časa izravnati.
2. Merilnik upora gnojnice
Parameter upornosti gnojevke ima pomembno korelacijo s formulo gnojevke, vrsto in vsebnostjo prevodnega sredstva, vrsto in vsebnostjo veziva itd. in tudi vrednost upornosti bo pokazala različne stopnje spremembe. Zato se lahko upornost gnojevke uporabi kot metoda za karakterizacijo enakomernosti in stabilnosti električnih lastnosti gnojevke.
Testna metoda:dajte določeno količino gnojevke (približno 80 ml) v merilno stekleno skodelico, vstavite čisto pero za elektrode, zaženite programsko opremo, preizkusite spremembo upornosti gnojevke na treh parih elektrod skozi čas in jo shranite v dokument.
Testni parametri:upornost, temperatura, čas
Formula za izračun:Upornost (Ω*cm): Ρe=U/I * S/L
Lastnosti:
1. Ločite napetostne in tokovne linije, odpravite vpliv induktivnosti na merjenje napetosti in izboljšajte natančnost zaznavanja upornosti.
2. Diskasta elektroda s premerom 10 mm zagotavlja razmeroma veliko kontaktno površino z vzorcem in zmanjšuje napako pri testiranju.
3. Spremembo upornosti na treh položajih v navpični smeri gnojevke skozi čas je mogoče spremljati v realnem času.
Območje merjenja upornosti:2,5Ω*cm~50MΩ*cm
Natančnost merjenja upornosti:±0.5%
