Akude läga stabiilsusel ja hajutatavusel on oluline mõju elektroodide ja aku valmistoodete omadustele. Kuidas siis iseloomustada akude läga stabiilsust ja hajutatavust?
Aku läga stabiilsuse iseloomustusmeetod
1. Tahke sisu meetod
Tahke ainesisalduse testimise meetod on odav ja lihtsalt testitav meetod. Selle põhimõte on asetada läga konteinerisse ja võtta samast kohast kindlate ajavahemike järel proove, et testida ja analüüsida tahke aine sisaldust. Tahkeaine sisalduse erinevuse üle otsustades saab hinnata liitiumaku läga stabiilsust, et näha, kas seal esineb settimist, kihistumist ja muid nähtusi.
2. Viskoossuse meetod
Viskoossuskatse meetod võib põhimõtteliselt kajastada ka läga stabiilsust. Selle põhimõte on asetada läga anumasse ja kontrollida viskoossust korrapäraste ajavahemike järel. Pulbri stabiilsust saab hinnata viskoossuse muutuse järgi.
3. Stabiilsusanalüsaator
Stabiilsusanalüsaatori kasutamine võib andmetega rääkida. Näiteks Sung et al. kasutas stabiilsusanalüsaatorit erinevate pH suspensioonide valguse läbilaskvuse muutuste jälgimiseks, kasutades sideainena PAA-d 12 tunni jooksul. Neutraalse lobri esialgsed valgusläbivuse ja 12-tunnimuutuse väärtused olid väiksemad. Kuna tahma materjalidel on valguse neeldumine, näitab madalam valguse läbilaskvus tahmaosakeste paremat hajumist ja väiksematel mikroaglomeraatidel on suurem eripind, mis parandab valguse neeldumise efektiivsust. Samal ajal näitab läga valguse läbilaskvuse väike muutus 12 tunni jooksul, et lobril on staatilise protsessi ajal hea dispersioonistabiilsus, nagu on näidatud alloleval joonisel.
4. Zeta potentsiaali iseloomustus
Zeta potentsiaal viitab nihketasandi potentsiaalile, mida tuntakse ka elektrokineetilise potentsiaalina või elektromotoorjõuna, ja see on oluline näitaja kolloidsete dispersioonide stabiilsuse iseloomustamiseks. Mida väiksemad on molekulid või hajutatud osakesed, seda suurem on Zeta potentsiaali absoluutväärtus (positiivne või negatiivne) ja seda stabiilsem on süsteem, see tähendab, et lahustuv või dispersioon suudab vastu seista agregatsioonile. Ja vastupidi, mida madalam on Zeta potentsiaal (positiivne või negatiivne), seda rohkem kipub see koaguleeruma või agregeeruma, see tähendab, et külgetõmme ületab tõukejõudu, dispersioon hävib ja toimub koagulatsioon või agregatsioon.
Aku läga dispersiooni iseloomustusmeetod
1. Peenus
Peenus on aku läga oluline jõudlusnäitaja, mis võib kajastada sellist teavet nagu läga osakeste suurus ja dispersioon. Peenuse väärtust saab kasutada selleks, et mõista, kas lägas olevad osakesed on hajutatud ja kas aglomeraadid on deaglomereeritud.
2. Membraani takistus
Liitiumaku läga on tahke-vedeliku segasüsteem, mis on moodustatud elektroodi aktiivsete materjalide ja juhtivate ainete dispergeerimisel sideainelahuses. Nelja sondiga membraani impedantsi testi põhimõtte kohaselt testitakse lobrimembraani impedantsi. Juhtiva agensi jaotusseisundit lobris saab takistuse abil kvantitatiivselt analüüsida, et hinnata lobri dispersiooniefekti. Spetsiifiline katseprotsess on järgmine: kasutage kileaplikaatorit, et katta isoleerkilele pulber ühtlaselt, seejärel soojendage ja kuivatage, mõõtke pärast kuivatamist katte paksust, lõigake proov ja suurus vastab lõpututele nõuetele. Lõpuks kasutage nelja sondi, et mõõta elektroodi membraani impedantsi ja arvutada eritakistus paksuse põhjal.
3. Skaneeriv elektronmikroskoopia/energiaspektri analüüs/krüoelektronmikroskoopia
Skaneerivat elektronmikroskoopiat (SEM) saab kasutada aku läga morfoloogia otseseks jälgimiseks ja iga komponendi dispersiooni analüüsimiseks koostööd energiaspektri analüüsiga (EDS). Kuid proovide ettevalmistamisel võib läga kuivamine selle protsessi käigus põhjustada selle enda komponentide ümberjaotumist. Krüoelektronmikroskoopia (Cryo-SEM) suudab säilitada läga komponentide esialgse jaotusoleku, mistõttu on seda hiljuti hakatud kasutama läga omaduste analüüsis.
4. Elektroodide CT-kuvamine
Elektroodide CT-kuvamisega saab vahetult jälgida osakeste dispersiooni olekut elektroodis. Nagu on näidatud järgmisel joonisel, on joonisel a kujutatud elektroodis aglomeeritud rohkem suuri osakesi, joonisel b olevas elektroodis on aglomeeritud osakesi oluliselt vähenenud ja joonisel c pole elektroodis peaaegu ühtegi aglomeeritud suurt osakest.
5. Laserdifraktsiooni mõõtmise tehnoloogia
Laserdifraktsiooni mõõtmise tehnoloogia kasutab osakeste suuruse ja jaotuse saamiseks Fresneli hajumise teooriat ja Fraunhoferi teooriat. Sellel tehnoloogial põhineval laserosakeste suuruse analüsaatoril on kõrge mõõtmistäpsus, hea korratavus ja lühike mõõtmisaeg. Seda on akutehastes laialdaselt kasutatud akudes oleva läga osakeste suuruse testimiseks.
6. Elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia analüüsimeetod
Näiteks Wang et al. kasutas elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia analüüsimeetodit (EIS) vedela lobri impedantsi spektri otseseks analüüsiks ja sai lobri elektrokeemilised omadused erinevatel osakeste kontsentratsioonidel. Ja impedantsi spektri sobitamise tulemuste kaudu loodi elektroodi lobri osakeste sisemise struktuuri hindamismeetod, mis põhineb parameetrite ekvivalentahela mudelil, mis andis uue idee sisemise ebaühtlase struktuuri online-mõõtmiseks ja online-hindamiseks. liitium-ioonaku lägast. EIS testi põhimõte on näidatud joonisel.
Meetodid nii lobri stabiilsuse kui ka dispergeeritavuse iseloomustamiseks
1. Reomeeter
(1) Viskoelastsuse test
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 ja mida suurem on erinevus, seda parem on läga stabiilsus. Nagu on näidatud alloleval joonisel, on loodusliku grafiidi läga stabiilsus parem kui sünteetilise grafiidi lobri stabiilsus.
(2) Viskoossuse muutused koos nihkekiirusega
Pulbri viskoossus muutub tavaliselt koos nihkekiirusega. Kui esineb nihkehõrenemiskäitumist, on lägas pehmeid aglomeraate, mis nihkepinge tõttu kergesti hävivad. Vastupidi, nihkepaksenemise olemasolu näitab tavaliselt, et lägas on kõvasid agregeeritud osakesi. Üldiselt on kiirema nihkega vedeldamise kiirusega suspensioonidel parem dispergeeritavus, jättes tähelepanuta sideaine hävitamise nihkejõu toimel. Nagu on näidatud alloleval joonisel, on õõnesringiga kujutatud suspensioonil parem dispergeeritavus kui kahel ülejäänud suspensioonil.
(3) Tootlikkuse stressitest
Reoloogias on voolavuspiir defineeritud kui rakendatud pinge, mille korral proovil esmakordselt täheldatakse pöördumatut plastilist deformatsiooni. Teoreetiliselt on voolavuspinge minimaalne pinge, mis on vajalik voolu käivitamiseks. Saagise analüüs on oluline kõigi keeruka struktuuriga vedelike puhul. See aitab paremini mõista toote toimivust, nagu säilivusaeg ja stabiilsus settimise või faaside eraldumise vastu. Joonespinge määramiseks saab kasutada mitmesuguseid reoloogilisi meetodeid. Alloleval joonisel on kujutatud voolavuspinge analüüs nihkevoolu ramp-alla meetodil. Katsetulemustest on näha, et mõõdukate nihkekiiruste korral nihkepinge nihkekiiruse vähenedes väheneb. Kui aga nihkekiirust veelgi vähendada, saavutab pingekõver stabiilse taseme ja ei sõltu kiirusest. Seda stabiilset pingeväärtust nimetatakse voolavuspiiriks. Samal ajal muutub mõõdetud näilise viskoossuse kõver lõpmatuks ja sellel on lineaarne seos nihkekiirusega, kui kalle on -1.
Kuna sünteetilisel grafiidil on suurem osakeste suurus ja ebakorrapärasem osakeste kuju, on suspensioonil madalam voolavuspiir ja nõrgem võrgustruktuur. Seetõttu on see sünteetilise grafiidi läga proov vastuvõtlikum settimisele ja faaside eraldumisele. Sedimentatsioon võib põhjustada aktiivsete materjalide ebaühtlast jaotumist elektroodil, vähendades seeläbi aku jõudlust.
(4) Tiksotroopia
Pärast katmist tasaneb aku läga raskusjõu ja voolukollektori pindpinevuse mõjul. Madala nihkekiiruse vahemikus loodetakse, et viskoossus taastub järk-järgult enne katmist kõrge viskoossusega. Enne kõrge viskoossuse saavutamist on läga viskoossus endiselt suhteliselt madal, seda on lihtne tasandada ning kattepind on sile ja ühtlase paksusega. Taastumisaeg ei tohiks olla liiga pikk ega liiga lühike. Kui taastumisaeg on liiga pikk, on tasandusprotsessi ajal läga viskoossus liiga madal ja saba tekkimine on lihtne või on alumise serva paksus suurem kui ülemise katte paksus. Kui aeg on liiga lühike, ei jõua läga tasandamiseks aega.
2. Läga takistuse mõõtur
Pulbri eritakistuse parameetril on oluline korrelatsioon lobri valemi, juhtiva aine tüübi ja sisalduse, sideaine tüübi ja sisaldusega jne. Pärast suspensiooni segamist ja teatud aja seisma jätmist võib geeli settimine tekkida. ja eritakistuse väärtus näitab ka erinevat muutuse määra. Seetõttu saab lobri eritakistust kasutada meetodina läga elektriliste omaduste ühtluse ja stabiilsuse iseloomustamiseks.
Katsemeetod:pange mõõteklaasi tassi teatud kogus läga (umbes 80 ml), sisestage puhas elektroodpliiats, käivitage tarkvara, testige suspensiooni takistuse muutumist kolme paari elektroodide juures aja jooksul ja salvestage see dokumenti.
Testi parameetrid:takistus, temperatuur, aeg
Arvutusvalem:Takistus (Ω*cm):Ρe=U/I * S/L
Omadused:
1. Eraldage pinge- ja vooluliinid, kõrvaldage induktiivsuse mõju pinge mõõtmisele ja parandage takistuse tuvastamise täpsust.
2. 10mm läbimõõduga ketaselektrood tagab prooviga suhteliselt suure kontaktipinna ja vähendab katseviga.
3. Reaalajas saab jälgida eritakistuse muutust läga vertikaalsuunas kolmes asendis aja jooksul.
Takistuse mõõtmise vahemik:2,5Ω*cm~50MΩ*cm
Eritakistuse mõõtmise täpsus:±0.5%
