三元材料極片過(guò)壓會(huì)造成什么不好的影響?造成三元材料極片過(guò)壓的原因有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-08 21:50
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研究發(fā)現(xiàn)，除了鋰離子電池電極活性物質(zhì)的固有屬性，電極的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)電池的能量密度和電化學(xué)性能也有十分重大的影響。在未經(jīng)碾壓的電極中， 僅有50%的空間被活性物質(zhì)所占據(jù)，提高壓實(shí)密度，可以有效的提高電極的體積能量密度和重量能量密度。
目前，影響正極極片壓實(shí)密度的因素主要有以下四點(diǎn):(1)材料真密度;(2)材料形貌;(3)材料粒度分布;(4)極片工藝;通過(guò)優(yōu)化這些影 響因素，便可以通過(guò)提高壓實(shí)密度進(jìn)而提高能量密度。
三元材料極片過(guò)壓有什么影響?
造成三元材料極片過(guò)壓的原因有兩種，一種是電池廠家為了追求電池的高能量密度導(dǎo)致極片過(guò)壓;另一種是材料廠家制程控制不嚴(yán)格，使不同批次三 元材料的壓實(shí)密度不一致，而電池廠家未分析材料的具體情況，按照常規(guī)工藝參數(shù)制備極片時(shí)將極片過(guò)壓。
新表面的產(chǎn)生也使比表面增大，與電解液的接觸面增大，副反應(yīng)增加，從而造成電池性能降低，如電池氣脹、循環(huán)衰減等。過(guò)壓還會(huì)造成鋁箔變形， 極片脆片，容易折斷，電池內(nèi)阻增加。
另外，過(guò)壓的極片中，材料顆粒之間的擠壓程度過(guò)大，造成極片孔隙率低，極片吸收電解液的量也會(huì)降低，電解液難以滲透到極片內(nèi)部，直接的后果 就是材料的比容量發(fā)揮變差。保液能力差的電池，循環(huán)過(guò)程中極化很大，衰減很快，內(nèi)阻增加明顯。
極片是否過(guò)壓可以通過(guò)觀察極片是否脆片、做電鏡查看材料是否被破碎、估算極片孔隙率等方法來(lái)判斷。其中極片孔隙率是判斷極片吸液量、吸液速 率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)電池性能產(chǎn)生直接影響。
極片孔隙率是指極片輥壓后內(nèi)部孔限的體積占輥壓后極片總體積的百分率。極片孔隙率過(guò)低會(huì)降低電解液量對(duì)極片浸潤(rùn)速率，影響電池性能發(fā)揮，過(guò) 高會(huì)降低電池能量密度，浪費(fèi)有效空間。因此，不能為了追求能量密度而過(guò)度提高壓實(shí)密度。
磷酸鐵工藝因其使用的原材料少、不需要使用溶劑、水系混合、無(wú)氨氣排放工藝成本低等優(yōu)點(diǎn)，受到眾多材料廠家青睞。主要的生產(chǎn)工藝包括混料、 噴霧干燥、燒結(jié)、粉碎、混合、烘烤、包裝。
2.1 混料
先將材料進(jìn)行配料稱重，加入去離子水，在混合攪拌缸里面充分混合、攪拌，配料主要是磷酸鐵，碳酸鋰等材料。碳酸鋰就不說(shuō)了，是我們的主要鋰 源，他是一種無(wú)機(jī)化合物，化學(xué)式為L(zhǎng)i2CO3，為無(wú)色單斜晶系結(jié)晶體或白色粉末，密度2.11g/cm3，熔點(diǎn)723°C，溶于稀酸，微溶于水，在冷水中 溶解度較熱水下大，不溶于醇及丙酮。而我們的磷、鐵主要來(lái)源于磷酸鐵，又名磷酸高鐵、正磷酸鐵，分子式為FePO4，是一種白色、灰白色單斜晶 體粉末，摩爾質(zhì)量:150.82，溶于硫酸，難溶于其它酸，不溶于水、醋酸、醇。
