混浆胶液

俺是元小锂 2024-03-21 15:21:05
NMP + Binder

现状

打胶用100L的容器打胶,实际的浆料如果30L只能刚好碰触到液面,因此当打胶量不多的时候,直接在混浆锅子里打胶。

第一次打胶

黏着剂颜色明显转变深酒红色

通过高温水浴加热搅拌水温49℃ (+6/-6)实际浆料更高

100L容器

设计2hr实际4hr

厂家一

开封的NMP

第二次打胶

黏着剂颜色明显转变为浅黄色

更改室温高速搅拌水浴25℃ 实测浆料43℃

60L容器

设计2hr实际4hr

厂家二

未开封的NMP

第三次打胶

黏着剂颜色未变色

通过高温水浴加热搅拌水温49℃ (+6/-6)

100L容器

设计2hr实际2hr

厂家一

开封的NMP

NMP + Binder

PVDF正常的结构

脱HF反应

当PVDF溶解于碱性(游离氨)较高的NMP溶液中或者胶液长期储存在较高温度下时。碱性基团会攻击相邻的C-F,C-H键,PVDF很容易发生双分子消去反应,会在分子链上形成一部分的双键。

变色原因

共轭双键是以C=C-C=C为基本单位,随着共轭度的增加,相间的π键与π键相互作用(π-π共轭效应),生成大π键。由于大π键各能级间的距离较近电子容易激发,所以吸收峰的波长就增加,生色作用大为加强。

实际结果

四种不同颜色状态的胶液在分子量上几乎没有明显的差异,且相同的PVDF之间粘结力差异并没有如颜色变化对比那么明显,说明颜色变化未对剥离力造成非常大的影响。

颜色变化

从数据面来说,颜色变化来自高分子跟溶剂(or杂质)之间存在交互作用导致高分子变质,进而吸收光波导致颜色变化,但对于最终混浆极板来说,剥离率等性质变化影響可否适用于最终客户需求产品。

针对材料利用率的验证思考

依照目前的观测手法,剥离率及最终电池电容量性能,但高分子变化不一定会在这两个部分被体现结果,EX:最终混浆极板可能剥离率都正常,不代表对於与电解液的溶涨剥离能力无影响 (极版孔隙率vs卷绕程度有关连),因为在涂布烘烤的退火温度是很大影响高分子结晶度因素,会进而影响极版的空隙以及与粉体间的黏附性(极版回膨、极板卷绕剥离有关)EX:对于目前针对溶涨能力的测试,目前手法过于粗糙,只能针对立即性的部分,不能针对慢性衰退的部分,比如说500圈以后的衰退速度(但很难实验去验证此能力影响因素太多)因此思考可否用不同含量高分子、不同退火温度、不同的极版压实、变速率的充放电(操作温度) 去加速验证对于溶涨能力的影响,但最终还是要去考虑实际工厂的状况,比如 低效率的烘烤 及 涂布的速度 及 混浆的流变能力。

散热

降低电池温度

内部短路分类:

短路的反应热= 电池放电的热+ 短路点的焦耳热

1.短路点的焦耳熱以铝箔和负极LiC6和C6接触能量最大,极易起火和爆炸; 正负极铜铝箔接触或者活性物质的接触几乎不会造成起火爆炸;

2.电池放电的熱热量以正负极铜铝箔的直接接触最大,铝箔和负极粉料接触最小;

3.短路电阻大于5Ω的情况下不会出现热失控;

4.小电池容易整颗升温。

不同刺穿模式对于温度&电流分布变化

第一种情况:铝铜集流体之间的短路第二种情况:正负极材料之间的短路第三种情况:负极材料和铝箔之间的短路三种状况可通过组装异物穿孔,或是金属沉积穿孔,每种状况对于电性都有影响力。

第一种在电池放电的热上是最持久的

第三种在短路点的焦耳熱上加热最快速

小型电池对于刺穿的敏感度

小型电池在局的短路上,容易立刻造成整颗电池温度上升。

但这样的特性对于隔膜闭孔,从而封锁了了离子和电流的继续通过是正向的。

所以选用能夠保持结构完整性的隔膜是封锁热失控蔓延的重要一环。

结论:

内短路通常来自于穿刺直接因素,但决定刺穿是由很多种类的间接因素所导,所以想要降低电池短路温度,要先了解属于哪一种失效模式,从而透过改善毛次长度管控、隔膜选用、材料更换(LTO)、电解液更换(固态)、使用电流环境、最终导炳位子或使用数量……等。

针对不一样的因素管控(设计大小、短路阻抗、电流分布..),可以达到不一样的短路温度分布。

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