लिथियम बैटरी एनोड सामग्री और मिश्रण प्रक्रिया की विशेषताओं का विश्लेषण

एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में, ग्रेफाइट को एक प्रवाहकीय एजेंट, एक बांधने की मशीन और अन्य योजक के साथ मिलाया जाना चाहिए, और एक इलेक्ट्रोड को तैयार करने के लिए वर्तमान कलेक्टर पर लेपित होने से पहले एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड घोल तैयार करने के लिए एक विलायक जोड़ा जाता है। हालांकि, ग्रेफाइट एनोड घोल तैयार करने की प्रक्रिया में, यह माना जाता है कि कई तकनीशियनों को बड़ी या छोटी समस्याओं का सामना करना पड़ा है, जैसे कि बहुत लंबे समय तक, ग्रेफाइट अवसादन, अस्थिर चिपचिपाहट, बड़े घोल कण, कई बुलबुले, आदि ... फिर, आदि। इन समस्याओं को हल करने से पहले, हमें विभिन्न सामग्रियों के मूल गुणों से एक सरल छंटाई करने की आवश्यकता है। केवल भौतिक गुणों को समझने के आधार पर सामना की गई समस्याओं को जल्दी, सही और अच्छी तरह से हल किया जा सकता है। यह लेख मुख्य रूप से एनोड घोल की तैयारी में प्रयुक्त सामग्रियों की विशेषताओं का परिचय देता है:

1.Graphite

ग्रेफाइट में प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम ग्रेफाइट शामिल हैं। कण आकार विभिन्न और अनियमित हैं, मुख्य रूप से गोलाकार और परत। ग्रेफाइट एक गैर-ध्रुवीय पदार्थ है, यह गैर-ध्रुवीय पदार्थों द्वारा आसानी से दूषित होता है, और गैर-ध्रुवीय पदार्थों में आसानी से फैल जाता है। पानी को अवशोषित करना आसान नहीं है और जलीय घोल में फैलाना आसान नहीं है। यहां तक ​​कि अगर दूषित ग्रेफाइट को पानी में फैलाया जाता है, तो भी यह फिर से एकत्रित हो जाएगा। ग्रेफाइट की विशेषताओं और आवश्यकताओं के बारे में, मेरा मानना ​​है कि हर कोई बहुत स्पष्ट है, इसलिए मैं उन्हें यहां नहीं दोहराऊंगा।

2. प्रवाहकीय एजेंट

कार्बन ब्लैक, सीएनटी, ग्राफीन आदि सहित कई प्रकार के प्रवाहकीय एजेंट हैं, जिनमें से अधिकांश गैर-ध्रुवीय हैं। प्रवाहकीय एजेंट की भूमिका मुख्य प्रवाहकीय नेटवर्क बनाने और लिथियम बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करने के लिए ग्रेफाइट सामग्री के बीच मिश्रण करना है। जोड़े जाने वाले प्रवाहकीय एजेंट की मात्रा आम तौर पर छोटी होती है, और यह कहा जा सकता है कि छोटा बेहतर, लगभग 2% या उससे कम। एक प्रवाहकीय एजेंट के रूप में, आमतौर पर पर्याप्त उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र होना आवश्यक है, ताकि जितना संभव हो सके इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर को बढ़ाया जा सके। लेकिन यह आसान पुनर्मिलन और आसान फैलाव की समस्या का भी सामना करेगा।

प्रवाहकीय एजेंटों का फैलाव हमेशा एक महत्वपूर्ण बिंदु रहा है। चूंकि प्रवाहकीय एजेंट साधारण कार्बन ब्लैक से लेकर सीएनटी घोल तक, कार्बन ब्लैक, सीएनटी और ग्रेफीन मिश्रित प्रवाहकीय घोल तक होते हैं, घोल को इसके गुणों के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता होती है। तैयारी की प्रक्रिया। लिथियम बैटरी घोल तैयारी लेख में [उत्तम] गुणों और लिथियम बैटरी घोल के प्रमुख प्रभावशाली कारकों का विश्लेषण, यह उल्लेख किया गया है कि घोल की तैयारी मुख्य रूप से सामग्री के शुष्क मिश्रण, पाउडर गीला, कण कुचल, के चरणों से गुजरेगी। और अंत में स्थिरता तक पहुँचने। प्रवाहकीय एजेंट के फैलाव को पाउडर गीला करने और कण गुच्छों को तोड़ने के चरण में पूरा करने की आवश्यकता होती है, अन्यथा प्रवाहकीय एजेंट प्रवाहकत्त्व एजेंट के कचरे को फिर से एकत्र करेगा और पैदा करेगा। प्रवाहकीय एजेंट के फैलाव की समस्या को हल करते समय, सर्वोत्तम स्थिति प्राप्त करने के लिए यांत्रिक बल और समय को समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

3.CMC

सीएमसी (सोडियम हाइड्रोक्सीमेथाइल सेलुलोज) एक महत्वपूर्ण सेल्यूलोज ईथर है। यह प्राकृतिक तंतुओं के रासायनिक संशोधन द्वारा प्राप्त एक पॉलीओनिक सेल्यूलोज यौगिक है। यह आसानी से ठंडे और गर्म पानी में घुलनशील है और मध्यम सेक्स सामग्री से संबंधित है। CMC में उमड़ना, फैलाव, निलंबन, आसंजन, फिल्म निर्माण, सुरक्षात्मक कोलाइड और नमी संरक्षण जैसे उत्कृष्ट गुण हैं, इसलिए इसे ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए एक फैलाव और मोटा के रूप में चुना जाता है।

CMC में फैलाव और बाध्यकारी गुण हैं, लेकिन इसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए अकेले बांधने की मशीन के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। लिथियम बैटरी की उत्पादन प्रक्रिया में, लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व और आंतरिक प्रतिरोध को ध्यान में रखना आवश्यक है। इसके लिए नकारात्मक ध्रुव के टुकड़े की एक निश्चित मात्रा घनत्व (लगभग 1.6g / cc) की आवश्यकता होती है। इस मामले में, कोट करना आवश्यक है बाद के पोल का टुकड़ा रोलिंग संघनन उपचार से गुजरता है, और सीएमसी में अधिक भंगुरता है, जो अनिवार्य रूप से रोलिंग के बाद पोल टुकड़ा संरचना के पतन की ओर ले जाएगा, और पाउडर ड्रॉप और पन्नी रिसाव जैसी घटनाएं। इसलिए, सीएमसी को अकेले इस्तेमाल किया जा सकता है: पोल टुकड़े की मोटाई पतली होती है, रोलिंग प्रक्रिया नहीं की जाती है या पोल टुकड़े का संघनन घनत्व अधिक नहीं होता है।

इसके अलावा, नकारात्मक इलेक्ट्रोड घोल की तैयारी के दौरान, सीएमसी पर मिक्सर की गति के प्रभाव पर ध्यान देना चाहिए। सीएमसी समाधान में स्यूडोप्लास्टिक है, इसकी चिपचिपाहट बढ़ते तापमान के साथ घट जाती है और प्रतिवर्ती होती है। जब मिक्सर बहुत तेजी से घूमता है, तो सीएमसी चिपचिपाहट कम हो जाएगी, जो ग्रेफाइट एनोड के निलंबन को प्रभावित करेगा।

4. एसबीआर बाइंडर

SBR (स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर) एक छोटा अणु रैखिक श्रृंखला पायस है। लेटेक्स कण इकाई एक कोर-शेल संरचना है। खोल कॉपोलीमर आणविक श्रृंखलाओं का एक क्रॉस-लिंक्ड संरचना है। बाहरी आवरण एक हाइड्रोफिलिक ध्रुवीय समूह और सतह है। सक्रिय एजेंट। एसबीआर एक पदार्थ है जो हाइड्रोफिलिसिटी और लिपोफिलिटी के साथ सह-अस्तित्व रखता है। जल-आधारित समूह एक बाध्यकारी बल बनाने के लिए पन्नी की सतह पर समूहों के साथ गठबंधन करते हैं, जो फैलाव और घोल स्थिरता के लिए अनुकूल है। ऑयली सेगमेंट एक बाध्यकारी बल बनाने के लिए नकारात्मक ग्रेफाइट के साथ जोड़ती है, जिससे बॉन्डिंग प्रभाव प्राप्त होता है।

हालांकि, एसबीआर को ग्रेफाइट एनोड घोल में अकेले इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है, क्योंकि एसबीआर में कोई फैलाव फ़ंक्शन नहीं है, और बहुत अधिक एसबीआर भी पोल टुकड़ा को इलेक्ट्रोलाइट में सूज जाएगा।

लिथियम बैटरी के औद्योगिक उत्पादन में, सीएमसी और एसबीआर का उपयोग अक्सर एक ही समय में किया जाता है। दो का संयुक्त उपयोग अस्थिर घोल चिपचिपाहट, पोल टुकड़ा सूजन और उच्च भंगुरता की समस्याओं को हल कर सकता है। वाणिज्यिक ग्रेफाइट सामग्री गैर-ध्रुवीय पदार्थ हैं, जो हाइड्रोफिलिक होना आसान नहीं है, और जल प्रणालियों में फैलाना मुश्किल है। CMC का एक कार्य एक फैलाने वाले के रूप में कार्य करना है, ग्रेफाइट और प्रवाहकीय योजक को फैलाना है। इसके अलावा, सीएमसी एक जेल का निर्माण करेगा जब यह पानी से मिलता है, जो घोल को मोटा (मोटा) बनाता है और जलीय नकारात्मक इलेक्ट्रोड घोल के निलंबन स्थिरता में सुधार करता है। जब गारा लेपित होता है, तो CMC जेल संरचना के कारण, यह न केवल नमी को बनाए रख सकता है, बल्कि घोल को भी स्थिर कर सकता है, और एक निश्चित अवधि के भीतर घोल की एकरूपता बनाए रख सकता है, जो बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन की जरूरतों को पूरा करता है। सीएमसी के नुकसानों को ध्यान में रखते हुए, लचीले आणविक एसबीआर इमल्शन का परिचय जो पानी में आसानी से घुलनशील है, घोल को बेहतर आसंजन बनाता है और एक ही समय में पोल ​​के टुकड़े की कठोरता में सुधार करता है, ताकि पोल का टुकड़ा संकुचित न हो। उच्च दबाव में। पाउडर को हटाने के बाद, रोल के बाद पोल के टुकड़े की बंधन ताकत भी अधिक होती है।

जब सीएमसी और एसबीआर का एक साथ उपयोग किया जाता है, तो ध्यान देने वाली बात एसबीआर इमल्शन को जोड़ने का समय है। क्योंकि एसबीआर दीर्घकालिक उच्च कर्तन बल के तहत विघटन के लिए प्रवण होता है, जो ध्रुवीय टुकड़ों के आसंजन को कम करता है।

5. विआयनीकृत पानी

विआयनीकृत पानी एक कमजोर ध्रुवीय अणु और नकारात्मक इलेक्ट्रोड घोल के लिए एक विलायक है। विलायक से संबंधित एक प्रमुख पैरामीटर ठोस सामग्री है। घोल तैयार करने की प्रक्रिया में, ठोस सामग्री सामग्री के फैलाव और स्थिरता से संबंधित है।