流變儀在鋰離子電池中的應(yīng)用
在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，漿料的質(zhì)量對(duì)極片的加工和電池的Z終電性能有著直接的影響。介紹了流變儀在鋰離子電池漿料研究中的常用概念，綜述了流變儀在鋰離子電池漿料的加工過程以及在原材料和添加劑等方面的應(yīng)用研究進(jìn)展，為制作分散均勻且穩(wěn)定的漿料提供了參考。
鋰離子電池自1990年代商業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，憑借能量密度高，循環(huán)壽命好，自放電率低，無(wú)記憶效應(yīng)等特點(diǎn)，近年來(lái)在電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
在鋰離子電池領(lǐng)域，目前絕大多數(shù)的研究都集中在活性材料上，如材料的晶格結(jié)構(gòu)、合成過程、摻雜、表面包覆和電化學(xué)性能。然而，很多報(bào)道也顯示，電池的性能更多地受到其他因素的影響，如碳導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、集流體，除此之外，還包括電極的加工過程。鋰離子電池的電極加工過程是將含有活性材料和多種非活性物質(zhì)混合的漿料涂覆在金屬集流體上，而漿料的流變特性等制程因素對(duì)電池的Z終性能產(chǎn)生了決定性影響。
鋰離子電池的漿料是非牛頓型高粘度流體，而生產(chǎn)過程中對(duì)漿料涂布的加工精度(如厚度和密度分布的一致性)要求非常高。在傳統(tǒng)陶瓷漿料工藝中漿料粘度低時(shí)，具有較好的流動(dòng)性以便澆注時(shí)填充模具以及排除氣泡，但粘度過低則漿料的穩(wěn)定性變差，在澆注與固結(jié)過程中顆粒下沉而出現(xiàn)分層現(xiàn)象，Z終導(dǎo)致成型后的坯體密度不均。
而在鋰離子電池中需要添加各種導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑以形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，然而顆粒的聚集在漿料中產(chǎn)生了不均勻性。這種不均勻性會(huì)在復(fù)合電極中產(chǎn)生裂紋和空隙，使電子通路出現(xiàn)中斷，進(jìn)而影響電池性能。因此，制作分散均勻的、穩(wěn)定的漿料成為Z為重要的條件。
但是鋰離子電池漿料基本都呈現(xiàn)黑色不透明粘性流體或膠體狀態(tài)，無(wú)法用裸眼看到分散均勻程度，而不同分散狀態(tài)的漿料有著不同的粘度趨勢(shì)。因此，流變特性是分析鋰離子電池漿料分散狀態(tài)的重要手段。
流變儀可在接近真實(shí)加工條件下，對(duì)樣品在力、熱作用下的行為進(jìn)行研究，如樣品的流動(dòng)特性、加工過程中的結(jié)構(gòu)變化、降解及混合質(zhì)量等性質(zhì)。而鋰離子電池的漿料流動(dòng)特性與漿料的固含量、攪拌工藝和加料順序等都有很大的關(guān)系。另外，漿料的粘度和沉降穩(wěn)定性也會(huì)對(duì)后續(xù)的涂布過程產(chǎn)生影響。
本文綜述了流變儀在鋰離子電池漿料研究中的常用概念，綜述了流變儀在鋰離子電池漿料的加工過程，以及在原材料和添加劑等方面的應(yīng)用研究進(jìn)展。
流變儀的常用概念
根據(jù)漿料的表觀粘度與剪切速率的關(guān)系，常把漿料分成三種，分別是剪切稀化型、剪切稠化型和牛頓型流體。鋰離子電池生產(chǎn)中Z常見的漿料屬于剪切稀化型，即Casson型，表觀粘度隨剪切速率的增大而減小。漿料剪切稀化是由于漿體中存在著團(tuán)聚的粒子。當(dāng)漿料中的粒子較細(xì)時(shí)，易產(chǎn)生局部團(tuán)聚。
粒子團(tuán)聚程度與漿料的粘度相關(guān)。當(dāng)漿料隨剪切作用流動(dòng)時(shí)，團(tuán)聚的粒子被剪切力打開，而剪切速率越大，團(tuán)聚粒子的解離程度越大，從而使?jié){料的表觀粘度不斷降低，呈現(xiàn)出剪切稀化的現(xiàn)象。屈服應(yīng)力也是流變儀上常見的指標(biāo)，指物料出現(xiàn)流動(dòng)跡象時(shí)所需要的Z小剪切應(yīng)力。漿體中細(xì)顆粒通過絮凝作用形成具有一定抗剪強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是出現(xiàn)屈服應(yīng)力的主導(dǎo)因素之一。
動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)試也常用于表征漿料的絮凝程度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，常用的指標(biāo)是儲(chǔ)能模量(G')和損耗模量(G'')對(duì)振蕩頻率的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。儲(chǔ)能模量(G')與絮凝塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度相關(guān)，而損耗模量(G'')則與動(dòng)態(tài)的粘度相關(guān)。當(dāng)G'>G''時(shí)，說明漿料是由膠態(tài)凝膠組成，顆粒單元直接相互連接成體積填充的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，固相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有被徹底破壞，漿料流動(dòng)性差。而G' 綜上所述，隨著鋰離子電池的電極的加工過程受到重視，能夠用于鋰離子電池漿料性質(zhì)研究的流變儀在鋰離子電池生產(chǎn)過程及原材料的篩選中得到了廣泛應(yīng)用。由于不同的研究者或企業(yè)制作的鋰離子電池選用的材料不同，使用的設(shè)備不同，生產(chǎn)工藝不同，對(duì)電池漿料的流變性能要求也不相同，因此漿料的流變性能僅能作為評(píng)價(jià)材料或者工藝的一個(gè)重要指標(biāo)。 但是在體系相同的情況下，漿料的表觀粘度基本與漿料的分散情況相關(guān)，漿料的分散程度越好，漿料的表觀粘度越低。同時(shí)，動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)試的結(jié)果中，G'的增大有助于提高漿料的穩(wěn)定性，然而G'過大則影響漿料的流動(dòng)性和涂布性能。制作分散均勻而穩(wěn)定的漿料已成為提高鋰離子電池性能的重要手段。
全部評(píng)論(0條)
推薦閱讀
-
- 流變儀在鋰離子電池中的應(yīng)用
- 本文綜述了流變儀在鋰離子電池漿料研究中的常用概念，綜述了流變儀在鋰離子電池漿料的加工過程，以及在原材料和添加劑等方面的應(yīng)用研究進(jìn)展。
-
- 流變儀在高分子物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
- 本文簡(jiǎn)要介紹了旋轉(zhuǎn)流變儀的基本原理和主要檢測(cè)功能，并通過一些實(shí)例闡述了旋轉(zhuǎn)流變儀在高分子物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用。
-
- 旋轉(zhuǎn)流變儀在油脂研究中的應(yīng)用
- 介紹了旋轉(zhuǎn)流變儀的原理、測(cè)試夫具和常用流變學(xué)檢測(cè)方法，并綜述了自1996至今旋轉(zhuǎn)流變儀在油脂黏度、油脂結(jié)晶、人造奶油、起酥油和巧克力中應(yīng)用研究的現(xiàn)狀，并展望了旋轉(zhuǎn)流變儀在油脂研究中的應(yīng)用前景。
-
- 工業(yè)插頭在機(jī)房中的應(yīng)用
- 為了確保設(shè)備的正常運(yùn)行并保障安全，工業(yè)插頭作為重要的電力連接設(shè)備，發(fā)揮著不可忽視的作用。本文將詳細(xì)探討工業(yè)插頭在機(jī)房中的應(yīng)用，闡述其重要性、功能以及如何幫助優(yōu)化電力供應(yīng)與管理，確保設(shè)備的高效、安全運(yùn)行。
-
- 液相色譜儀在食品安全中的應(yīng)用
- 液相色譜儀是一種新型綜合分離分析儀器，在液相色譜儀的分離技術(shù)基礎(chǔ)上加入了液相色譜技術(shù)，對(duì)被測(cè)食品基本成分進(jìn)行液相色譜分析，并以高壓輸出的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的輸出，形成對(duì)被測(cè)食品質(zhì)量的綜合檢測(cè)結(jié)果。
-
- 熱重分析儀在藥學(xué)中的應(yīng)用
- 熱重分析通過對(duì)樣品在加熱過程中質(zhì)量變化的監(jiān)測(cè)，能夠有效地評(píng)估物質(zhì)的熱穩(wěn)定性、成分組成及其分解特性。在藥學(xué)領(lǐng)域，TGA不僅能幫助科學(xué)家深入理解藥物的物理化學(xué)性質(zhì)，還能為藥品的質(zhì)量控制、穩(wěn)定性研究以及新藥研發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。本文將詳細(xì)探討熱重分析儀在藥學(xué)中的多重應(yīng)用，及其對(duì)藥物開發(fā)和生產(chǎn)的關(guān)鍵作用。
-
- 熱重分析儀在食品中的應(yīng)用
- 作為一種先進(jìn)的分析工具，熱重分析儀通過測(cè)量樣品在加熱過程中質(zhì)量變化的情況，為食品的成分分析、質(zhì)量控制、以及產(chǎn)品研發(fā)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。本文將探討熱重分析儀在食品檢測(cè)中的多種應(yīng)用，尤其是其在食品成分分析、儲(chǔ)存穩(wěn)定性檢測(cè)和質(zhì)量控制方面的廣泛應(yīng)用，以期為食品行業(yè)的科研人員和技術(shù)人員提供有益的參考。
-
- 有機(jī)質(zhì)譜儀在食品工業(yè)中的應(yīng)用
- 為了確保食品的安全性和可靠性，科學(xué)家和工程師們不斷尋求新的分析手段。在這方面，有機(jī)質(zhì)譜儀作為一種高效、的分析工具，在食品工業(yè)中扮演了至關(guān)重要的角色。本文將探討有機(jī)質(zhì)譜儀在食品檢測(cè)、成分分析及質(zhì)量控制中的廣泛應(yīng)用，尤其是在食品安全監(jiān)測(cè)、添加劑檢測(cè)和污染物分析等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。
-
- 原子力顯微鏡在生物學(xué)中的應(yīng)用
- 原子力顯微鏡，簡(jiǎn)稱AFM，是一種能夠研究物體表面結(jié)構(gòu)的分析儀器，主要是通過對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來(lái)對(duì)物體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究。
-
- 工業(yè)內(nèi)窺鏡在軌道交通中的應(yīng)用
- 隨著現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)的日益復(fù)雜化和高速化，對(duì)設(shè)備的檢修和維護(hù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法往往存在一定的局限性，而工業(yè)內(nèi)窺鏡能夠通過其高清晰度的影像捕捉技術(shù)，提供更加的檢查手段，有效保障了軌道交通設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。本文將深入探討工業(yè)內(nèi)窺鏡在軌道交通中的多種應(yīng)用，以及其帶來(lái)的技術(shù)革新與提升。
-
- 毛細(xì)管電泳儀在氨基酸中的應(yīng)用
- 毛細(xì)管電泳儀用于氨基酸分析成為研究的熱點(diǎn)課題，主要應(yīng)用于食品安全、生物科技、yi療診斷等領(lǐng)域。本文綜述了不同類型檢測(cè)器的毛細(xì)管電泳儀在氨基酸分析中的應(yīng)用，介紹了近幾年該技術(shù)在氨基酸手性分離中的應(yīng)用。
-
- 熱重分析儀在藥學(xué)中的應(yīng)用
- 本文將探討熱重分析儀在藥學(xué)中的具體應(yīng)用，分析其在藥物物質(zhì)熱穩(wěn)定性、含水量測(cè)定、原料質(zhì)量評(píng)估及配方研究等方面的作用，闡明其對(duì)提高藥品研發(fā)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的積極意義。
-
- 激光粒度儀在疫苗中的應(yīng)用
- 通過精確測(cè)量粒子大小，激光粒度儀幫助科學(xué)家和生產(chǎn)人員控制疫苗的質(zhì)量和效果。在疫苗的制備過程中，確保疫苗成分的粒度分布符合要求，不僅能夠提高疫苗的穩(wěn)定性，還能夠增強(qiáng)免疫反應(yīng)的效果，從而更好地保障公眾健康。本文將深入探討激光粒度儀在疫苗生產(chǎn)中的重要應(yīng)用，及其如何幫助提升疫苗的質(zhì)量控制。
-
- 衡器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
- 本文以一位木材老板外地實(shí)時(shí)查詢木材稱重情況的事例，介紹了物聯(lián)網(wǎng)整體框架、工作原理及主要功能，從而達(dá)到人不在現(xiàn)場(chǎng)還可以監(jiān)督和處理的目的。繼而說明衡器在物聯(lián)網(wǎng)中的現(xiàn)代化的應(yīng)用。
-
- 測(cè)振儀設(shè)備在企業(yè)中的應(yīng)用
- 本文從企業(yè)的設(shè)備管理現(xiàn)狀、測(cè)振儀配備、測(cè)振儀的使用情況、測(cè)振儀測(cè)量方法及判定依據(jù)等方面對(duì)測(cè)振儀在企業(yè)設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。
-
- 計(jì)時(shí)器在自閉癥教學(xué)中的應(yīng)用
- 自閉癥學(xué)生存在視覺發(fā)展方面的優(yōu)勢(shì)，教師可以利用計(jì)時(shí)器來(lái)提高學(xué)生的安坐能力，提升學(xué)生的等待能力，增強(qiáng)學(xué)生的時(shí)間意識(shí)和訓(xùn)練學(xué)生的注意力。促進(jìn)自閉癥學(xué)生更好地發(fā)展。
-
- 渦流探傷儀在拉絲行業(yè)中的應(yīng)用
- 本文則是根據(jù)其近年對(duì)渦流探傷儀在拉絲行業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，從渦流探傷儀的設(shè)定、運(yùn)用、應(yīng)用環(huán)境及保養(yǎng)幾方面進(jìn)行了全面的闡述。
-
- 激光粒度儀在膨潤(rùn)土行業(yè)中的應(yīng)用
- 本文簡(jiǎn)述了激光粒度儀的原理，探討了其在膨潤(rùn)土行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)化條件，也舉例說明了它在膨潤(rùn)土日常生產(chǎn)性測(cè)試和研發(fā)過程中的應(yīng)用，最后探討實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題及其解決辦法。
-
- 錐形量熱儀在火災(zāi)研究中的應(yīng)用
- 本文為分析錐形量熱儀在火災(zāi)科學(xué)研究中的應(yīng)用情況，主要介紹了其結(jié)構(gòu)和原理，并分析了錐形量熱儀在材料的燃燒性能研究、阻燃材料性能的研究領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀。
①本文由儀器網(wǎng)入駐的作者或注冊(cè)的會(huì)員撰寫并發(fā)布，觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表儀器網(wǎng)立場(chǎng)。若內(nèi)容侵犯到您的合法權(quán)益，請(qǐng)及時(shí)告訴,我們立即通知作者，并馬上刪除。
②凡本網(wǎng)注明"來(lái)源：儀器網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于儀器網(wǎng)，轉(zhuǎn)載時(shí)須經(jīng)本網(wǎng)同意，并請(qǐng)注明儀器網(wǎng)(www.ghhbs.com.cn)。
③本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明來(lái)源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
④若本站內(nèi)容侵犯到您的合法權(quán)益，請(qǐng)及時(shí)告訴,我們馬上修改或刪除。郵箱：hezou_yiqi
滬公網(wǎng)安備 31011502008050號(hào)
參與評(píng)論
登錄后參與評(píng)論