How Can The Resistance of Lithium-ion Battery Electrode Sheets Be Effectively Reduced?

تقليل مقاومة أوراق الكترود في بطارية ليثيوم أيون هو عمل منهجي يتضمن المواد والصيغ وعمليات التصنيع.الهدف الرئيسي هو إنشاء، شبكة موحدة ومستقرة لقيادة الإلكترونات مع تحسين اتصال الواجهة بين مجمع التيار والطلاء.

يحدد الخطوط العريضة التالية استراتيجيات مؤكدة وفعالة عبر أربعة أبعاد رئيسية.

I. تحسين نظام المواد: بناء إطار موصل فعال

اختيار ومزيج العوامل الموصلة هي العوامل الأكثر مباشرة التي تؤثر على مقاومة صفيحة الأقطاب الكهربائية.

• 1.1 إعطاء الأولوية للعوامل الموصلة ذات نسبة الجوانب العالية:

  بالمقارنة مع السوداء الكربونية التقليدية ذات الأبعاد الصفرية (مثل سوبر بي)أنابيب الكربون النانوية أحادية الأبعاد (CNTs) والغرافين ثنائي الأبعاد يمكن أن تبني بكفاءة أكبر جسور موصلة "من نقطة إلى خط إلى طائرة" بين الجسيمات النشطةتظهر التجارب أن أوراق الأقطاب الكهربائية التي تستخدم CNTs تظهر مقاومة أقل بكثير ومقاومة داخلية من تلك التي تستخدم Super P.الهيكل الشبيه بالصفائح من الجرافين يسمح بتشكيل طائرات موصلة مستمرة، مما يزيد من تقليل المقاومة.

• 1.2 استخدام العوامل الموصلة المركبة:

  يخلق الجمع بين المواد الموصلة ذات الأبعاد المختلفة، مثل أسود الكربون، CNTs، والغرافين، تأثيرًا متكافئًا. وهذا يؤدي إلى شبكة موصلة أكثر شمولًا وكثافة.تتفوق على استخدام أي عامل موصل واحد.

• 1.3 استكشاف السامات الموصلة:

  في حين أن المربعات عادة ما تكون عازلة،يمكن أن توفر مواد رابطة موصلة جديدة (مثل حمض البولياكريليك [PAA] أو مواد رابطة مركبة تحتوي على جسيمات موصلة) موصلة أثناء أداء وظيفتها المربطةتشير الأبحاث إلى أن المربعات القائمة على PAA يمكن أن تقلل من مقاومة الكتلة ومقاومة الصفحة من الأقطاب السلبية بنسبة 20٪ إلى 50٪.

II. التحكم في معايير العملية: تحسين الهيكل الدقيق

عملية التصنيع تحدد الفعالية الفعلية لتشكيل الشبكة الموصلة.

• 2.1 تحسين محتوى وكيل التوصيل والتشتت:

  هناك "نقطة حلوة" لجرعة العوامل الموصلة. في تجربة واحدة، زيادة محتوى العوامل الموصلة من 0.5٪ إلى 1.5 ٪ أدت إلى انخفاض من حد كبير في مقاومة الإلكترودومع ذلك ، بعد 1.5% ، توقفت المقاومة عن الانخفاض أو حتى الزيادة بسبب التجميع. في الوقت نفسه ، يجب تحسين عملية الخلط لضمان التشتت الموحد للعوامل الموصلة ،وبالتالي منع المقاومة العالية المحلية الناجمة عن التجميع.

• 2.2 تحسين عملية التقويم:

  تحسن عملية التجهيز التواصل بين الجسيمات زيادة معتدلة في درجة حرارة التجهيزتسهيل الالتصاق الكربوني الموصل إلى المادة النشطة وتشكيل شبكة موصلة أكثر فعاليةتشير الدراسات إلى أن رفع درجة حرارة التكاليد يمكن أن يقلل بشكل كبير من مقاومة الأقطاب الإيجابية.كثافة الضغط المفرطة قد تسحق الجسيمات أو تعيق قنوات الأيوناتوبالتالي، يجب أن يتم التوازن بين الموصلات الإلكترونية ونقل الأيونات.

  ACEY-HRP100 الرأسي المُسخّن كهربائياًآلة تقويم الكهروماتمصممة في المقام الأول لتطويق مواد البطارية، وكميات صغيرة من المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة،والمعادن غير الحديدية مثل النحاس والألومنيوم تحت درجات حرارة خاضعة للرقابة في المختبرات. يمكن ضبط سمك التدحرج ، وتشغيلها بسيطة. وهي مناسبة بشكل خاص لتخفيف وتكثيف أقطاب بطارية ليثيوم أيون المستخدمة في تطبيقات الطاقة النظيفة.

  

• 2.3 التحكم في نسبة العامل الموصل إلى المربط:

  في تصاميم الأقطاب الكهربائية السميكة ، يساعد الحد المناسب من نسبة الوسيط إلى الوسيط الموصل على الحفاظ على إمكانية الوصول إلى المسام داخل مجال الوسيط الموصل - الوسيط (CBD) ،وبالتالي خفض المقاومة الإلكترونية دون المساس بقدرات النقل الأيونية.

هندسة الواجهات: تقليل مقاومة الاتصال

مقاومة الاتصال بين طبقة المادة النشطة ومجمع التيار تشكل جزءاً كبيراً من مقاومة الإلكترود الكلية.

• 3.1 استخدام مجامعات التيار المغطاة بالكربون:

  تغطية سطح أوراق الألومنيوم أو النحاس بطبقة رقيقة من الكربون الموصل (مثلأوراق الألومنيوم المطلية بالكربون) هي واحدة من أكثر الطرق الصناعية فعالية للحد من مقاومة الاتصالهذه الطبقة الكربونية تحسن إلى حد كبير اتصال الواجهة بين الجمع الحالي والمواد النشطة، وتوفير مسارات موحدة لتدفق الإلكترونات.أظهرت دراسات الحالة أن هذا النهج يمكن أن يقلل من مقاومة اللمس بنسبة 40٪ ويسمح بتقليل استخدام الملصق.

• 3.2 استخدام طبقات الجرافين:

  Forming a graphene coating less than 1 μm thick on the current collector surface leverages the material's excellent two-dimensional conductivity to significantly reduce interfacial resistance while enhancing the adhesion of the active material.

حولنا

(أيسي) الطاقة الجديدةهي شركة مصنعة عالية التقنية متخصصة في البحث والتطوير والمعدات الذكية لصناعة بطاريات ليثيوم أيون. تأسست في عام 2009، مع أكثر من 17 عاما من الخبرة،نحن نقدم حلول كاملة من البحوث المختبرية والإنتاج التجريبي إلى تجميع حزمة البطاريةيمكننا توفير دعم شامل يشمل تصميم تخطيط المصنع، وتطوير وتصنيع المعدات، والتركيب في الموقع وتشغيل، وتدريب التشغيل.