I. Sauso elektrodo paruošimo technologijos analizė
1. Sausų ir šlapių procesų įvadas ir medžiagų palyginimas
Tradicinis šlapias procesas apima aktyviosios medžiagos, laidžios medžiagos ir rišiklio sumaišymą tirpiklyje tam tikrais santykiais, tada mišiniu padengiamas srovės kolektoriaus paviršius per plyšį{0}}kalandruojant.
Sausasis procesas apima vienodą{0}}aktyvių dalelių ir laidžių medžiagų maišymą, rišiklio pridėjimą, savaime-palaikančios plėvelės formavimą rišiklio virpėjimo būdu ir galiausiai jos kalandravimą ant srovės kolektoriaus paviršiaus.
2. Sausos plėvelės gamybos procesas
2.1 Savarankiškas-Plėvelės paruošimo džiovinimui procesas
Sausos plėvelės metodai apima rišiklio virpėjimą ir elektrostatinį purškimą, o rišiklio virpėjimas yra pagrindinė technika. Elektrostatinis purškimas sumažina rišiklio virpėjimą dėl tolesnio apdorojimo, sukibimo stabilumo, elektrodo lankstumo ir ilgaamžiškumo.
Rišiklio virpėjimas: sumaišomi aktyviosios medžiagos milteliai ir laidus agentas, pridedama PTFE rišiklio, o išorinė didelė šlyties jėga taikoma fibriliato PTFE, jungiamojo elektrodo plėvelės milteliams. Tada mišinys išspaudžiamas į save{1}}palaikančią plėvelę.
Elektrostatinis purškimas: aktyvioji medžiaga, laidžioji medžiaga ir rišiklio dalelės iš anksto-sumaišomos su aukšto-slėgio dujomis. Milteliai neigiamai įkraunami per elektrostatinį purškimo pistoletą ir nusodinami ant teigiamai įkrauto metalinės folijos srovės kolektoriaus. Tada rišikliu-dengtas kolektorius karštai{5}}presuojamas; ištirpęs rišiklis prilimpa prie kitų miltelių ir suspaudžiamas į save{6}}palaikančią plėvelę.
2.2 Fibriliacijos sauso proceso technologijos principas
Fibriliacija PTFE paverčia fibrilėmis, veikiant išorinei šlyties jėgai. Dėl mažų PTFE van der Waals jėgų ir laisvo krovimo, šlyties jėgos aglomeratus paverčia fibrilėmis, kurios sudaro tinklinio sujungimo elektrodo miltelius.
Temperatūra ir šlytis yra kritiniai veiksniai, turintys įtakos PTFE virpėjimui. Virš 19 laipsnių PTFE pereina iš triklininės į šešiakampę kristalų sistemą, suminkštindamas molekulines grandines ir įgalindamas virpėjimą.
Fibriliacinės plėvelės{0}}gamybos yra prieš elektrodo kalandravimą. Į pagrindinę fibriliacijos įrangą įeina reaktyviniai malūnai, sraigtiniai ekstruderiai ir atviri malūnai.
Kruopščiai sumaišius PTFE ir aktyviąją medžiagą, mišinys tiekiamas į fibriliavimo mašiną. Esant voleliui slėgiui, susidaro savaime{1}}palaikanti plėvelė. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad mažesnis padavimo greitis padidina elektrodo plėvelės varžą, o didesnė kalandravimo jėga sumažina varžą.
II. Sausas ir šlapias elektrodas: privalumai ir trūkumai
1. Mažesnės išlaidos: 18 % sumažintos gamybos sąnaudos
Sausas procesas susideda iš mažiau žingsnių. Masinė gamyba sumažina elementų gamybos sąnaudas 18% (0,056 RMB/Wh). Apdorojant šlapiu būdu, padengimas / džiovinimas ir tirpiklio regeneravimas sudaro atitinkamai 22,76% ir 53,99% įrangos, darbo, įrenginių ir energijos sąnaudų. Sausasis procesas pakeičia srutų dangą į savaime{7}}palaikantį plėvelės formavimąsi, pašalinant NMP tirpiklį, elektrodų džiovinimą ir tirpiklio regeneravimą-, žymiai sumažinant išlaidas.
Sausasis procesas yra ekologiškesnis{0}} ir keičiamas. Toksiškas NMP (N-metilpirolidonas) reikalauja daug energijos{3}}perdirbti šlapiuose procesuose. Sausasis apdorojimas be tirpiklių{5} supaprastina darbo eigą, sumažina įrangos pėdsaką ir leidžia gaminti didelius{6}} elektrodus.
2. Didesnis aktyviosios medžiagos tankis: 20 % energijos tankio padidėjimas
PTFE virpėjimas užtikrina sklandesnę sauso elektrodo morfologiją, palyginti su šlapiais elektrodais. Tirpikliui išgaravus šlapio apdorojimo metu susidaro tuštumos tarp aktyviosios medžiagos ir laidžių medžiagų, todėl sumažėja tankinimo tankis. Nedžiovinant, sausi elektrodai pašalina tuštumas, užtikrindami tvirtesnį kontaktą su dalelėmis.
Sausais elektrodais pasiekiamas didesnis sutankinimo tankis ir mažiau įtrūkimų / mikro{0}}porų:
- LFP: 2,30 g/cm³ → 3,05 g/cm³ (+32.61%)
- NMC: 3,34 g/cm³ → 3,62 g/cm³ (+8.38%)
- Grafito anodas: 1,63 g/cm³ → 1,81 g/cm³ (+11.04%)
Didesnis aktyviosios medžiagos kiekis viename tūryje leidžia padidinti energijos tankį.
Sausos baterijos tomis pačiomis sąlygomis pasiekia 20 % didesnį energijos tankį. Maxwell duomenys rodo, kad sausi elektrodai viršija 300 Wh/kg, o potencialas – 500 Wh/kg.
Sausi elektrodai palaiko didesnes storio ribas (30 µm–5 mm, palyginti su šlapiu 160 µm), padidindami plotą ir suderinamumą su įvairiomis aktyviomis medžiagomis.
3. Puikus elektros našumas
Laboratoriniai bandymai patvirtina, kad sauso{0}}proceso baterijos išsiskiria savo ciklu, ilgaamžiškumu ir varža. Fibrilinis tinklas padidina medžiagos stabilumą ir elektrines charakteristikas.
Apdorojant šlapiuoju būdu, per 500 ciklų sukaupia vidinį aktyviųjų dalelių įtempį, todėl susidaro skerspjūvio įtrūkimai, dėl kurių blogėja akumuliatoriaus veikimas. Sauso apdorojimo metu fibrilinis tinklas padengia aktyvias medžiagas, išlaikydamas struktūrinį vientisumą po 500 ciklų su minimaliais paviršiaus įtrūkimais. Tinklo struktūra taip pat slopina aktyvų medžiagos plėtimąsi, neleidžia dalelėms atsiskirti nuo srovės kolektorių ir pagerina stabilumą bei elektrines charakteristikas.
Susisiekite su mumis norėdami gauti daugiau informacijos apie mūsųsausi elektrodų tirpalai.
