鋰離子電池極片主要由哪幾部分組成？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-05 19:48
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鋰離子電池正極和負(fù)極的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括活性物質(zhì)負(fù)載量、孔隙率、厚度、活性材料、粘合劑和導(dǎo)電添加劑的比例。在電極配方方面，已有許多文獻(xiàn)報(bào)道，如石墨lfp體系，有40多種配方?；钚晕镔|(zhì)的比例為60%～95%，粘合劑的比例為2%～25%，導(dǎo)電添加劑的比例為3%～30%。這些配方的范圍很廣。在企業(yè)中，電極配方也是非常保密的，無(wú)論是技術(shù)交流還是具體合作，每個(gè)單位很少涉及具體的材料體系和配方。
電極配方有什么理論指導(dǎo)嗎？每個(gè)制造商如何確定具體的配方？我很困惑，我一直在學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題，希望能找到答案。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，對(duì)電極配方進(jìn)行了優(yōu)化和總結(jié)。
鋰離子電池極板可視為一種復(fù)合材料，主要由以下部分組成：
（1）活性物質(zhì)顆粒，嵌入或除去鋰離子，正粒子提供鋰源，負(fù)極粒子接受鋰離子；（2）導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合相（碳膠凝相），粘合劑結(jié)合活性物質(zhì)顆粒，涂層和集電體，導(dǎo)電劑傳導(dǎo)電子；（3）孔，填充電解液，它是極板中鋰離子傳輸?shù)耐ǖ馈?/span>
在電化學(xué)過(guò)程，極片涂層主要包括以下幾個(gè)過(guò)程：
(1)電子傳輸;
(2)離子傳輸;
(3)在電解液/電極顆粒界面發(fā)生電荷交換，即電化學(xué)反應(yīng);
(4)固相內(nèi)鋰離子的擴(kuò)散。極片微觀結(jié)構(gòu)中，顆粒粒徑大小和分布會(huì)影響鋰離子擴(kuò)散路徑和電化學(xué)反應(yīng)比表面大小，孔徑大小和分布會(huì)影響電解液的傳輸過(guò)程，孔隙迂曲度決定鋰離子傳輸距離，等等。這些微結(jié)構(gòu)特征都會(huì)最終影響電池性能。
活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑在電極中的比例及其分布將影響電子和離子的傳輸，以及在電極界面上的電化學(xué)反應(yīng)，從而影響電池的性能。理想的電解微結(jié)構(gòu)如圖1所示。導(dǎo)電劑和粘合劑完全分散均勻分布在活性物質(zhì)顆粒表面。導(dǎo)電劑相互連接以形成電子傳輸網(wǎng)絡(luò)。粘結(jié)劑分布均勻，保證了顆粒涂料的高結(jié)合強(qiáng)度和機(jī)械穩(wěn)定性?；钚晕镔|(zhì)顆粒保持其原有形態(tài)并均勻分散并有序排列，形成從電極表面到集電極流體的垂直孔。該通道確保電解液完全滲透并實(shí)現(xiàn)鋰離子的快速傳導(dǎo)。
電極中粘結(jié)劑一般和導(dǎo)電劑混合在一起,使活性物質(zhì)顆粒通過(guò)碳膠混合相連接在一起形成機(jī)械性穩(wěn)定的整體,并確保電極與集流體之間具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。粘結(jié)劑的含量主要影響電極的機(jī)械穩(wěn)定性，但是同時(shí)會(huì)影響電極電導(dǎo)率，而且兩者往往相互矛盾。實(shí)際的電極配方還是非常復(fù)雜的，最后也沒(méi)有什么結(jié)論。以上內(nèi)容僅供參考，歡迎大家多多補(bǔ)充。
電極中粘結(jié)劑一般和導(dǎo)電劑混合在一起,使活性物質(zhì)顆粒通過(guò)碳膠混合相連接在一起形成機(jī)械性穩(wěn)定的整體,并確保電極與集流體之間具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。粘結(jié)劑的含量主要影響電極的機(jī)械穩(wěn)定性，但是同時(shí)會(huì)影響電極電導(dǎo)率，而且兩者往往相互矛盾。實(shí)際的電極配方還是非常復(fù)雜的，最后也沒(méi)有什么結(jié)論。以上內(nèi)容僅供參考，歡迎大家多多補(bǔ)充。
