И. Анализа технологије припреме сувих електрода
1. Увод у суве и влажне процесе и поређење материјала
Традиционални мокри процес укључује мешање активног материјала, проводног агенса и везива у растварачу у одређеним односима, а затим премазивање смеше на површину колектора струје помоћу прорезе{0}}материце за наношење каландром.
Суви процес укључује суво{0}}уједначено мешање активних честица и проводних агенаса, додавање везива, формирање-самоносивог филма фибрилацијом везива и коначно каландрирање на површину колектора струје.
2. Процес производње сувог филма
2.1 Самостални{1}}Процес припреме сувог филма
Методе сувог филма укључују фибрилацију везива и електростатичко распршивање, при чему је фибрилација везива главна техника. Електростатичко прскање слаби фибрилацију везива у накнадној обрадивости, стабилности пријањања, флексибилности електрода и издржљивости.
Фибрилација везива: Активни материјал у праху и проводљиво средство се мешају, додаје се ПТФЕ везиво, а спољна велика сила смицања се примењује на фибрилирани ПТФЕ, прах за везивање електроде. Мешавина се затим екструдира у-самоносећи филм.
Електростатичко распршивање: Активни материјал, проводљиво средство и честице везива су претходно{0}}помешани са гасом под високим-притиском. Прах се негативно наелектрише преко електростатичког пиштоља за прскање и наноси на позитивно наелектрисани колектор струје од металне фолије. Колектор-обложен везивом се затим вруће-преша; растопљено везиво пријања за друге прахове и компримује се у самоносећи филм.
2.2 Принцип технологије фибрилационог сувог процеса
Фибрилација трансформише ПТФЕ у фибриле под спољном силом смицања. Због малих ван дер Валсових сила ПТФЕ-а и лабавог слагања, силе смицања претварају агломерате у фибриле које формирају прах електроде за мрежно везивање.
Температура и смицање су критични фактори који утичу на ПТФЕ фибрилацију. Изнад 19 степени, ПТФЕ прелази из триклинског у хексагонални кристални систем, омекшавајући молекулске ланце и омогућавајући фибрилацију.
Израда фибрилационог филма{0}} претходи каландрању електрода. Основна опрема за фибрилацију укључује млазне млинове, пужне екструдере и отворене млинове.
Након темељног мешања ПТФЕ и активног материјала, смеша се убацује у машину за фибрилацију. Под притиском ваљка формира само{1}}филм. Експериментални подаци показују да ниже брзине додавања повећавају импедансу електродног филма, док већа сила каландрања смањује импеданцију.
ИИ. Сува и мокра електрода: предности и недостаци
1. Нижа цена: 18% смањење трошкова производње
Суви процес има мање корака. Масовна производња смањује трошкове производње ћелија за 18% (0,056 РМБ/Вх). У мокрој преради, премазивање/сушење и опоравак растварача чине 22,76% и 53,99% трошкова опреме, рада, постројења и енергије, респективно. Суви процес замењује премазивање суспензије са само-формирањем фолија које подржавају, елиминишући НМП растварач, сушење електрода и обнављање растварача-значајно смањујући трошкове.
Процес сушења је еколошки{0}}прикладнији и прилагодљивији. Токсичан НМП (Н-метилпиролидон) захтева енергетски-интензивну рециклажу у влажним процесима. Сува обрада без растварача-поједностављује ток посла, смањује отисак опреме и омогућава-производњу електрода великих размера.
2. Већа густина активног материјала: повећање густине енергије за 20%.
ПТФЕ фибрилација омогућава глаткију морфологију сувих електрода у односу на мокре електроде. Испаравање растварача у влажној обради ствара празнине између активног материјала и проводних средстава, смањујући густину сабијања. Без сушења, суве електроде елиминишу празнине, обезбеђујући чвршћи контакт честица.
Суве електроде постижу већу густину сабијања са мање пукотина/микро{0}}пора:
- ЛФП: 2,30 г/цм³ → 3,05 г/цм³ (+32.61%)
- НМЦ: 3,34 г/цм³ → 3,62 г/цм³ (+8.38%)
- Графитна анода: 1,63 г/цм³ → 1,81 г/цм³ (+11.04%)
Већи садржај активног материјала по запремини омогућава већу густину енергије.
Суве батерије постижу 20% већу густину енергије под идентичним условима. Маквелл подаци показују да суве електроде прелазе 300 Вх/кг, са потенцијалом од 500 Вх/кг.
Суве електроде подржавају веће границе дебљине (30 µм–5 мм наспрам влажних 160 µм), повећавајући површински капацитет и компатибилност са различитим активним материјалима.
3. Супериорне електричне перформансе
Лабораторијски тестови потврђују да су батерије{0}}сувим процесом одличне у животном веку, издржљивости и импеданси. Фибрилна мрежа побољшава стабилност материјала и електричне перформансе.
У влажној обради, 500 циклуса акумулира унутрашње напрезање активних честица, изазивајући-пукотине попречног пресека које смањују перформансе батерије. У сувој обради, фибрилна мрежа облаже активне материјале, одржавајући структурни интегритет након 500 циклуса са минималним површинским пукотинама. Мрежаста структура такође потискује експанзију активног материјала, спречава одвајање честица од струјних колектора и побољшава стабилност и електричне перформансе.
Контактирајте нас за више информација о нашимраствори сувих електрода.
