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電池知识

缺陷是如何改變锂離子電池的庫侖效率、倍率性能和循環壽命等性能?

来源:未知    2019-03-27 20:50    點擊量:

目前,對于極片缺陷,一方面研究缺陷檢測和極片自动甄選技術,另一方面研究缺陷對電池性能的影響。本文分享一些在文獻资料和自己實際工作中的電池極片缺陷圖,收集遇到的各種缺陷和問題,做成一份極片缺陷圖譜,歡迎大家補充。

 

1】負極表面團聚體顆粒

 

 

 

配方:球形石墨+SUPER C65+CMC+蒸餾水

 

兩種不同攪拌工藝的極片宏觀形貌:表面光滑(左)和表面存在大量小顆粒(右)

 

 

 

配方:球形石墨+SUPER C65+CMC/SBR+蒸餾水

 

極片表面小顆粒放大形貌(ab):導電劑的團聚體,沒有完全分散

 

表面光滑極片的放大形貌:導電劑充分分散,均勻分布

 

Bitsch B,Willenbacher N, Wenzel V, et al. Impact of Mechanical Process Engineering onthe Fabrication Process of Electrodes for Lithium Ion Batteries[J]. ChemieIngenieur Technik. 2015, 87(4): 466-474.

 

2】正極表面團聚體顆粒

 

 

 

 

配方:NCA+乙炔黑+PVDF+NMP

 

攪拌過程中,環境濕度太高,導致漿料成果凍狀态,導電劑沒有完全分散好,極片輥壓後表面存在大量的顆粒。

 

3】水系極片裂紋

 

 

 

配方:NMC532/carbon black/binder= 90/5/5 wt% /異丙醇(IPA)溶劑

極片表面裂紋光学照片,塗布面密度分别为 (a) 15 mg/cm2(b)17.5 mg/cm2 (c) 20 mg/cm2(d) 25 mg/cm2,厚極片更容易出現裂紋。

 

Du Z, Rollag K M, Li J,et al. Enabling aqueous processing for crack-free thick electrodes[J]. Journalof Power Sources. 2017, 354: 200-206.

 

4】極片表面縮孔

 

 

 

配方:片狀石墨+SP+CMC/SBR+蒸餾水

 

箔材表面存在導致污染物顆粒,顆粒表面處的濕膜存在低表面張力區域,液膜向顆粒周圍發射狀遷移,形成縮孔點狀缺陷。

 

5】極片表面劃痕

 

 

 

配方:NMC532+SP+PVdF+NMP

 

狹縫擠壓塗布,刃口存在大顆粒導致極片表面漏箔劃痕

 

6】塗布豎條道

 

 

 

配方:NCA+SP+PVdF+NMP

 

轉移塗布後期,漿料吸水粘度升高,塗布時接近塗布窗口上限,漿料流平性差,形成豎條道。

 

7】極片未幹透區域輥壓裂紋

 

 

 

配方:片狀石墨+SP+CMC/SBR+蒸餾水

 

塗布時,極片中間區域沒有完全幹透,輥壓時塗層發生遷移,形成條狀裂紋。

 

8】極片輥壓邊緣褶皺

 

 

 

塗布形成厚邊現象,輥壓式,塗層邊緣産生褶皺

 

Schmitt, M., et al., Anexperimental and analytical study on intermittent slot die coating ofviscoelastic battery slurries. Journal of Coatings Technology and Research,2015. 12(5): p. 927-938.

 

9】負極分切塗層與箔材脫離

 

 

 

配方:天然石墨+乙炔黑+CMC/SBR+蒸餾水,活性物質比例96%

 

極片圓盤分切時,塗層與箔材脫離。

 

10】極片分切毛刺

 

 

 

正極極片圓盤分切時,由于張力控制不穩定導致二次切削形成箔材毛刺

 

11】極片分切波浪邊

 

 

 

負極極片圓盤分切時,由于切刀重疊量和壓力不合适,形成波浪邊和切口塗層脫落。

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