Comment résoudre le problème d’uniformité du revêtement de la batterie lithium fer phosphate?
Le revêtement inégal des batteries lithium-fer-phosphate provoque non seulement une mauvaise cohérence de la batterie, mais concerne également des problèmes tels que la conception et la sécurité d’utilisation.
Par conséquent, le contrôle de l’uniformité du revêtement est très strict dans le processus de production de la batterie lithium fer phosphate. Ceux qui connaissent la formule et le processus de revêtement savent que plus les particules de matériau sont petites, plus il est difficile de faire un revêtement uniforme. En ce qui concerne son mécanisme, je n’ai pas encore vu d’explication pertinente. On pense que la ligne de revêtement est causée par les propriétés fluides non newtoniennes de la pâte d’électrode.
La boue d’électrode doit être un fluide thixotrope dans un fluide non newtonien, caractérisé par un état visqueux ou même solide au repos, mais devient mince et facile à écouler après agitation. Les liants sont des structures linéaires ou en réseau à l’état submicroscopique. Lorsqu’elles sont agitées, ces structures sont détruites et la fluidité est bonne. Après le repos, ils sont reformés et la fluidité devient pauvre. Les particules de phosphate de fer et de lithium sont petites. Sous une même masse, le nombre de particules augmente. Pour les connecter afin de former un réseau conducteur efficace, la quantité d’agent conducteur nécessaire augmente en conséquence. Comme les particules sont plus petites et que la quantité d’agent conducteur augmente, la quantité de liant nécessaire augmente également. Debout, il est plus facile de former une structure de réseau, et la fluidité est pire que celle des matériaux conventionnels.
Dans le processus d’élimination de la boue de l’agitateur au processus de revêtement, de nombreux fabricants utilisent encore le seau de rotation pour transférer la boue. Pendant le processus, la boue n’est pas agitée ou l’intensité de l’agitation est faible, et la fluidité de la boue change et devient progressivement visqueuse. Comme de la gelée. La fluidité n’est pas bonne, ce qui entraîne une mauvaise uniformité du revêtement, qui se manifeste par une augmentation de la tolérance à la densité de la pièce polaire et une mauvaise morphologie de surface.
L’essentiel est d’améliorer le matériau, comme l’augmentation de la conductivité électrique, l’augmentation des particules, la sphéroïdisation des particules, etc., et l’effet peut être limité en peu de temps. Sur la base des matériaux existants, du point de vue du traitement de la batterie, les moyens d’améliorer peuvent être essayés à partir des éléments suivants:
1. Utilisation d’un agent conducteur « linéaire »
Les agents conducteurs dits « linéaires » et « en forme de particule » sont l’image de l’auteur, et ne peuvent pas être décrits de cette manière académiquement.
Des agents conducteurs « linéaires » sont utilisés, principalement du VGCF (fibre de carbone) et des NTC (nanotubes de carbone), des nanofils métalliques, etc. à l’heure actuelle. Ils ont un diamètre de plusieurs nanomètres à des dizaines de nanomètres, et une longueur de plus de dizaines de micromètres ou même de quelques centimètres, tandis que la taille des agents conducteurs « en forme de particules » actuellement couramment utilisés (tels que SuperP, KS-6) est généralement de dizaines de nanomètres. La taille est de quelques microns. Dans la pièce polaire composée d’un agent conducteur « en forme de particule » et d’un matériau actif, le contact est similaire au contact point à point, et chaque point ne peut entrer en contact qu’avec les points environnants; dans la pièce polaire composée d’agent conducteur « linéaire » et de matériau actif, c’est le contact point à ligne, ligne à ligne, chaque point peut être en contact avec plusieurs lignes en même temps, et chaque ligne peut également être en contact avec plusieurs lignes en même temps. Encore mieux. L’utilisation d’une combinaison de différents types d’agents conducteurs peut jouer un meilleur effet conducteur. Comment choisir l’agent conducteur est un problème qui mérite d’être exploré pour la production de batteries.
Les effets possibles de l’utilisation d’agents conducteurs « linéaires » tels que le CNTS ou le VGCF sont les suivants :
(1) L’agent conducteur linéaire améliore l’effet de liaison dans une certaine mesure et améliore la flexibilité et la résistance de la pièce polaire;
(2) Réduire la quantité d’agent conducteur (rappelez-vous qu’il a été rapporté que l’efficacité conductrice du CNTS est 3 fois supérieure à celle des agents conducteurs de particules conventionnels de même masse (poids)), en combinaison avec (1), la quantité de colle peut également être réduite et la teneur en substances actives peut être augmentée;
(3) Améliorer la polarisation, réduire la résistance de contact et améliorer les performances du cycle;
(4) Le réseau conducteur a de nombreux nœuds de contact, le réseau est plus parfait et les performances de débit sont meilleures que celles de l’agent conducteur conventionnel; les performances de dissipation de chaleur sont améliorées, ce qui est très significatif pour les batteries à haut débit;
(5) Les performances d’absorption sont améliorées;
(6) Les prix des matériaux sont plus élevés et les coûts augmentent. Pour l’agent conducteur de 1 Kg, le SUPERP couramment utilisé n’est que de dizaines de yuans, le VGCF est d’environ deux ou trois mille yuans et le CNTS est légèrement supérieur au VGCF (lorsque le montant d’addition est de 1%, 1KgCNT est calculé à 4000 yuans, soit une augmentation d’environ 0,3 yuan par Ah);
(7) La surface spécifique du CNTS, du VGCF, etc. est élevée. Comment disperser est un problème qui doit être résolu à l’utilisation. Sinon, la performance de la dispersion n’est pas bonne. La dispersion ultrasonique et d’autres moyens peuvent être utilisés. Il existe des fabricants de NTC qui fournissent des liquides conducteurs dispersés.
2. Améliorer l’effet de dispersion
Si l’effet de dispersion est bon, la probabilité d’agglomération par contact avec les particules sera considérablement réduite et la stabilité de la boue sera grandement améliorée. L’effet de dispersion peut être amélioré dans une certaine mesure grâce à l’amélioration de la formule et des étapes de dosage, et la dispersion ultrasonique mentionnée ci-dessus est également une méthode efficace.
3. Améliorer le processus de transfert de boue
Lors de l’entreposage de la boue, pensez à augmenter la vitesse d’agitation pour éviter que la boue ne soit collante; pour ceux qui utilisent un seau de rotation pour transférer la boue, raccourcir autant que possible le temps entre le déchargement et le revêtement et passer au transport par pipeline si possible pour améliorer la viscosité de la boue.
4. Utilisation d’un revêtement d’extrusion (pulvérisation)
Le revêtement par extrusion peut améliorer la texture de surface et l’épaisseur inégale du revêtement de lame, mais l’équipement est coûteux et nécessite une plus grande stabilité de la boue.
