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不同底涂材料与不同压实密度极片的性能评估

不同底涂材料与不同压实密度极片的性能评估
利电  2024-10-11  |  阅读:599

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01 背景

锂离子电池中,由于材料导电性较差,一般会发生导电不均匀、局部发热严重等问题。为了提高粘结性能与导电均匀性,会在铜箔或者铝箔等集流体表面涂覆一层导电材料,我们将这种工艺称为底涂工艺。通常来讲,该导电涂层的成分组以导电石墨、碳黑、碳纳米管与石墨烯浆料等导电剂材料为主,辅助与部分粘结剂与添加剂,分散后均匀涂覆在集流体表面,厚度为1~5μm左右。经过底涂工艺改善后,极片的粘结力、导电均匀性都会得到一定提升。不同材料或者不同配方,对极片改善效果不尽相同。

此外,在实际应用中,极片的压实密度也会影响极片的导电能力与粘结力大小。

为了验证不同底涂材料与不同压密对极片导电能力的改善情况,我们进行采用不同底涂材料极片与不同压密的极片进行了测试。

02 测试方法

测试信息:采用极片系列仪器极片电阻仪(苏州利电)对不同极片的导电性能进行测定评估。 

image.png

图1 极片电阻仪


样品测试

1.不同底涂材料测试

选取2种底涂材料不同的极片,进行5MPa单点测试,极片电阻率&厚度测试; 

image.png

图2:不同底涂材料电阻率&极片厚度


分析:如图3,从电阻率测试结果来看:虽然2款底涂极片的厚度无明显差异,但2款底涂极片电阻率存在较大的差异,底涂材料1>底涂材料2,且两者COV<5%,说明该极片的导电均匀性好。

2.不同压实密度测试

对于底涂材料1,我们进行涂布,然后分别制成高压实和低压实的极片,随后对极片进行电阻率&厚度的测试。

image.png

图3:相同材料不同压实密度下极片的电阻率与厚度关系


分析:从上图的数据中可以看出在测试的电阻率&压实密度中,测试电阻率与厚度COV<5%,样品的导电均匀性与厚度均匀性较好。但可以发现,随着压密增高,极片电阻率有一定程度增大。

03 测试总结

  从测试结果上可以知道,不同的底涂材料与不同压密对极片的电阻率有明显的影响。因此,底涂材料筛选与合适压密对电池性能的改善有显著影响。


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