Akumulatoru suspensijas stabilitāte un izkliedējamība būtiski ietekmē elektrodu un gatavo akumulatoru izstrādājumu īpašības. Tātad, kā raksturot akumulatoru vircas stabilitāti un izkliedējamību?
Akumulatora vircas stabilitātes raksturošanas metode
1. Cietā satura metode
Cietā satura pārbaudes metode ir zemu izmaksu un viegli pārbaudāma metode. Tās princips ir ievietot vircu traukā un regulāri ņemt paraugus tajā pašā vietā, lai pārbaudītu un analizētu cieto saturu. Spriežot par cieto vielu satura atšķirību, var spriest par litija bateriju vircas stabilitāti, lai noskaidrotu, vai tajā nav nogulsnēšanās, noslāņošanās un citas parādības.
2. Viskozitātes metode
Viskozitātes pārbaudes metode pamatā var arī atspoguļot vircas stabilitāti. Tās princips ir ievietot vircu traukā un regulāri pārbaudīt viskozitāti. Par vircas stabilitāti var spriest pēc viskozitātes izmaiņām.
3. Stabilitātes analizators
Stabilitātes analizatora izmantošana var runāt ar datiem. Piemēram, Sung et al. izmantoja stabilitātes analizatoru, lai uzraudzītu gaismas caurlaidības izmaiņas dažādām pH suspensēm, izmantojot PAA kā saistvielu 12 stundu laikā. Neitrālās suspensijas sākotnējās gaismas caurlaidības un 12-stundu izmaiņu vērtības bija mazākas. Tā kā melnajiem materiāliem ir gaismas absorbcija, zemāka gaismas caurlaidība norāda uz labāku ogļu daļiņu izkliedi, un mazākiem mikroaglomerātiem ir lielākas īpatnējās virsmas, tādējādi uzlabojot gaismas absorbcijas efektivitāti. Tajā pašā laikā nelielas vircas gaismas caurlaidības izmaiņas 12 stundu laikā norāda, ka vircai ir laba dispersijas stabilitāte statiskā procesa laikā, kā parādīts attēlā zemāk.
4. Zeta potenciāla raksturojums
Zeta potenciāls attiecas uz bīdes plaknes potenciālu, kas pazīstams arī kā elektrokinētiskais potenciāls vai elektromotors spēks, un tas ir svarīgs rādītājs, lai raksturotu koloidālo dispersiju stabilitāti. Jo mazākas ir molekulas vai izkliedētās daļiņas, jo augstāka ir Zeta potenciāla absolūtā vērtība (pozitīva vai negatīva), un jo stabilāka ir sistēma, tas ir, šķīšana vai izkliede var pretoties agregācijai. Un otrādi, jo zemāks ir Zeta potenciāls (pozitīvs vai negatīvs), jo vairāk tai ir tendence koagulēties vai agregēties, tas ir, pievilcība pārsniedz atgrūšanu, izkliede tiek iznīcināta un notiek koagulācija vai agregācija.
Akumulatoru vircas dispersijas raksturošanas metode
1. Smalkums
Smalkums ir svarīgs akumulatora suspensijas veiktspējas rādītājs, kas var atspoguļot tādu informāciju kā vircas daļiņu izmērs un izkliede. Smalkuma vērtību var izmantot, lai saprastu, vai suspensijā esošās daļiņas ir izkliedētas un vai aglomerāti ir deaglomerēti.
2. Membrānas pretestība
Litija bateriju suspensija ir cieta-šķidruma jaukta sistēma, ko veido, izkliedējot elektrodu aktīvos materiālus un vadošās vielas saistvielas šķīdumā. Saskaņā ar četru zondes membrānas impedances testa principu tiek pārbaudīta suspensijas membrānas pretestība. Vadošā aģenta izkliedes stāvokli vircā var kvantitatīvi analizēt, izmantojot pretestību, lai spriestu par vircas dispersijas efektu. Īpašais pārbaudes process ir šāds: izmantojiet plēves aplikatoru, lai vienmērīgi pārklātu suspensiju uz izolācijas plēves, pēc tam to uzkarsējiet un nosusiniet, pēc žāvēšanas izmēriet pārklājuma biezumu, nogrieziet paraugu, un izmērs atbilst bezgalīgajām prasībām. Visbeidzot, izmantojiet četras zondes, lai izmērītu elektrodu membrānas pretestību un aprēķinātu pretestību, pamatojoties uz biezumu.
3. Skenējošā elektronu mikroskopija/enerģijas spektra analīze/krioelektronu mikroskopija
Skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM) var izmantot, lai tieši novērotu akumulatoru vircas morfoloģiju, un sadarboties ar enerģijas spektra analīzi (EDS), lai analizētu katra komponenta izkliedi. Tomēr, sagatavojot paraugus, vircas žāvēšana šī procesa laikā var izraisīt tās sastāvdaļu pārdali. Krioelektronu mikroskopija (Cryo-SEM) var saglabāt vircas komponentu sākotnējo sadalījuma stāvokli, tāpēc to nesen sāka izmantot vircas īpašību analīzē.
4. Elektrodu CT attēlveidošana
Elektrodu CT attēlveidošana var tieši novērot daļiņu izkliedes stāvokli elektrodā. Kā parādīts nākamajā attēlā, ir vairāk lielu daļiņu, kas ir aglomerētas elektrodā a attēlā, aglomerētās daļiņas elektrodā b attēlā ir ievērojami samazinātas, un c attēlā elektrodā gandrīz nav aglomerētu lielu daļiņu.
5. Lāzera difrakcijas mērīšanas tehnoloģija
Lāzera difrakcijas mērīšanas tehnoloģija izmanto Fresnela izkliedes teoriju un Fraunhofera teoriju, lai iegūtu daļiņu izmēru un sadalījumu. Lāzera daļiņu izmēra analizatoram, kas balstīts uz šo tehnoloģiju, ir augsta mērījumu precizitāte, laba atkārtojamība un īss mērīšanas laiks. To plaši izmanto akumulatoru rūpnīcās, lai pārbaudītu baterijās esošās vircas daļiņu izmēru.
6. Elektroķīmiskās pretestības spektroskopijas analīzes metode
Piemēram, Wang et al. izmantoja elektroķīmiskās pretestības spektroskopijas analīzes metodi (EIS), lai tieši analizētu šķidrās suspensijas pretestības spektru un iegūtu vircas elektroķīmiskās īpašības dažādās daļiņu koncentrācijās. Un, izmantojot pretestības spektra pielāgošanas rezultātus, tika izveidota elektrodu vircas iekšējās daļiņu sadalījuma struktūras novērtēšanas metode, kuras pamatā ir parametru ekvivalenta shēmas modelis, kas sniedza jaunu ideju iekšējās nevienmērīgās struktūras tiešsaistes mērīšanai un tiešsaistes novērtēšanai. litija jonu akumulatoru vircas. EIS pārbaudes princips ir parādīts attēlā.
Metodes vircas stabilitātes un dispersijas raksturošanai
1. Reometrs
(1) Viskoelastības tests
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″ un jo lielāka atšķirība, jo labāka ir vircas stabilitāte. Kā parādīts zemāk esošajā attēlā, dabiskā grafīta vircas stabilitāte ir labāka nekā sintētiskā grafīta vircas stabilitāte.
(2) Viskozitātes izmaiņas ar bīdes ātrumu
Suspensijas viskozitāte parasti mainās atkarībā no bīdes ātruma. Ja pastāv bīdes retināšanas uzvedība, vircā ir mīksti aglomerāti, kurus bīdes spriegums viegli iznīcina. Gluži pretēji, bīdes sabiezējums parasti norāda uz to, ka vircā ir cietas agregētas daļiņas. Vispārīgi runājot, suspensijas ar ātrāku bīdes atšķaidīšanas ātrumu mēdz būt labāk izkliedējamas, neņemot vērā saistvielas iznīcināšanu ar bīdes spēku. Kā parādīts zemāk esošajā attēlā, vircai, kas attēlota ar dobu apli, ir labāka izkliedējamība nekā pārējām divām suspensēm.
(3) Ienesīguma stresa tests
Teces spriegums reoloģijā tiek definēts kā pielietotais spriegums, pie kura paraugā pirmo reizi tiek novērota neatgriezeniska plastiskā deformācija. Teorētiski tecēšanas spriegums ir minimālais spriegums, kas nepieciešams plūsmas uzsākšanai. Ražas analīze ir svarīga visiem sarežģītiem strukturētiem šķidrumiem. Tas palīdz labāk izprast produkta veiktspēju, piemēram, glabāšanas laiku un stabilitāti pret sedimentāciju vai fāzu atdalīšanu. Ir dažādas reoloģiskās metodes, ko var izmantot, lai noteiktu tecēšanas spriegumu. Zemāk esošajā attēlā parādīta tecēšanas sprieguma analīze, izmantojot bīdes plūsmas samazināšanas metodi. No testa rezultātiem var redzēt, ka pie mēreniem bīdes ātrumiem bīdes spriegums samazinās, samazinoties bīdes ātrumam. Tomēr, ja bīdes ātrums tiek vēl vairāk samazināts, sprieguma līkne sasniedz stabilu līmeni un ir neatkarīga no ātruma. Šo stabilo sprieguma vērtību sauc par tecēšanas punktu. Tajā pašā laikā izmērītā "šķietamās viskozitātes" līkne kļūst bezgalīga, un tai ir lineāra saistība ar bīdes ātrumu, ja slīpums ir -1.
Tā kā sintētiskajam grafītam ir lielāks daļiņu izmērs un neregulārāka daļiņu forma, vircai ir zemāks tecēšanas spriegums un vājāka tīkla struktūra. Tāpēc šis sintētiskā grafīta vircas paraugs būs jutīgāks pret sedimentāciju un fāžu atdalīšanu. Suspensijas sedimentācija var izraisīt nevienmērīgu aktīvo materiālu sadalījumu uz elektroda, tādējādi samazinot akumulatora veiktspēju.
(4) Tiksotropija
Pēc pārklāšanas akumulatora virca izlīdzināsies gravitācijas un virsmas spraiguma ietekmē uz strāvas kolektoru. Zema bīdes ātruma diapazonā ir cerība, ka pirms pārklājuma viskozitāte pakāpeniski atgriezīsies pie augstās viskozitātes. Pirms tam atgriežas augsta viskozitāte, vircas viskozitāte joprojām ir salīdzinoši zema, viegli izlīdzināma, un pārklājuma virsma ir gluda un vienmērīga biezumā. Atveseļošanās laiks nedrīkst būt pārāk garš vai pārāk īss. Ja reģenerācijas laiks ir pārāk garš, vircas viskozitāte izlīdzināšanas procesā būs pārāk zema, un ir viegli veidoties atslāņošanās vai apakšējās malas biezums ir lielāks par augšējā pārklājuma biezumu. Ja laiks ir pārāk īss, vircai nebūs laika izlīdzināt.
2. Šķidruma pretestības mērītājs
Suspensijas pretestības parametram ir būtiska korelācija ar suspensijas formulu, vadošā aģenta veidu un saturu, saistvielas veidu un saturu utt. Pēc tam, kad suspensija ir maisīta un atstāta kādu laiku nostāvēties, var rasties gēla sedimentācija. notiek, un pretestības vērtība arī parādīs dažādas izmaiņu pakāpes. Tāpēc vircas pretestību var izmantot kā metodi, lai raksturotu vircas elektrisko īpašību viendabīgumu un stabilitāti.
Pārbaudes metode:ievietojiet noteiktu daudzumu suspensijas (apmēram 80 ml) mērstikla traukā, ievietojiet tīru elektrodu pildspalvu, palaidiet programmatūru, pārbaudiet suspensijas pretestības izmaiņas laika gaitā trīs elektrodu pāros un saglabājiet to dokumentā.
Testa parametri:pretestība, temperatūra, laiks
Aprēķina formula:Pretestība (Ω*cm):Ρe=U/I * S/L
Funkcijas:
1. Atdaliet sprieguma un strāvas līnijas, novēršiet induktivitātes ietekmi uz sprieguma mērīšanu un uzlabojiet pretestības noteikšanas precizitāti.
2. 10mm diametra diska elektrods nodrošina salīdzinoši lielu kontakta laukumu ar paraugu un samazina testa kļūdu.
3. Reālā laikā var uzraudzīt pretestības izmaiņas trīs pozīcijās vircas vertikālā virzienā.
Pretestības mērīšanas diapazons:2,5 Ω * cm ~ 50 MΩ * cm
Pretestības mērīšanas precizitāte:±0.5%
