Литиево-йонните батерии се използват широко в различни области поради тяхната висока енергийна плътност, дълъг живот на цикъла и екологичност. Суспензията от аноден електрод е един от ключовите компоненти на литиево-йонните батерии, което влияе върху производителността и безопасността на батериите. Поради това е важно да се разбере процесът на приготвяне и предпазните мерки за суспензията на анодния електрод.
Процесът на приготвяне на суспензията от аноден електрод може да бъде разделен на четири стъпки: подготовка на суровината, смесване, покритие и сушене.
Суровините за суспензията на анодния електрод включват главно активни материали, проводими агенти, свързващи вещества и разтворители. Активните материали са основният източник на литиеви йони и електрони в батерията, като графит, силиций, калай и техните сплави или композити. Проводимите агенти се използват за подобряване на електрическата проводимост на суспензията и електрода, като сажди, графен и въглеродни нанотръби. Свързващите вещества се използват за свързване на активните материали и проводими агенти заедно и за прилепването им към токоотвода, като поливинилиден флуорид (PVDF), стирен-бутадиен каучук (SBR) и карбоксиметил целулоза (CMC). Разтворителите се използват за разтваряне на свързващите вещества и регулиране на вискозитета на суспензията, като N-метил-2-пиролидон (NMP), вода и етанол.
2. Смесване
Етапът на смесване е да се диспергират равномерно активните материали, проводящите агенти и свързващите вещества в разтворителя, за да се образува хомогенна суспензия. Методът на смесване може да бъде механично разбъркване, ултразвукова дисперсия или топкова мелница. Времето, скоростта и температурата на смесване трябва да се контролират според свойствата на суровините и желаното качество на суспензията. Етапът на смесване е от решаващо значение за постигане на добра дисперсия, адхезия и равномерност на покритието на суспензията.
3. Покритие
Стъпката на нанасяне на покритие е да се нанесе суспензията върху метално фолио (обикновено медно) като токоотвод с помощта на машина за нанасяне на покритие. Методът на нанасяне на покритие може да бъде нанасяне с нож, слот или спрей. Дебелината на покритието, скоростта и налягането трябва да се регулират според характеристиките на суспензията и изискванията на електрода. Етапът на нанасяне на покритие е от съществено значение за определяне на масовото натоварване, порьозността и морфологията на електрода.
4. Изсушаване
Етапът на сушене е да се отстрани разтворителят от покритата суспензия чрез използване на сушилня или вентилатор с горещ въздух. Температурата, времето и атмосферата на сушене трябва да бъдат оптимизирани според вида на разтворителя и свързващото вещество, използвани в суспензията. Етапът на сушене е важен за елиминиране на остатъчния разтворител, подобряване на адхезията на свързващото вещество и подобряване на стабилността на електрода.
Предпазните мерки при подготовката на кашата от аноден електрод включват главно:
- Избор на подходящи суровини според изискванията за производителност на батерията.
- Контролиране на съотношението на активни материали, проводящи агенти и свързващи вещества според желаната реология и електрохимични свойства на суспензията.
- Избягване на замърсяване или окисляване на суровините и суспензията по време на съхранение и манипулиране.
- Филтриране или дегазиране на суспензията преди нанасяне на покритие за отстраняване на въздушни мехурчета или примеси.
- Редовно калибриране на машината за нанасяне на покритие, за да се осигури точна и постоянна дебелина на покритието.
- Съхранявайте или втвърдявайте правилно покритите електроди, за да предотвратите напукване или отлепване.
Приготвянето на каша от аноден електрод е сложен и деликатен процес, който изисква внимателно проектиране и работа. Следвайки тези стъпки и предпазни мерки, можете да получите висококачествена суспензия от анодни електроди за литиево-йонни батерии.
