影響壓實密度的因素
核心提示:影響正極極片壓實密度的因素主要有以下四點:①材料真密度;②材料形貌;③材料粒度分布;④極片工藝。
【鋰電世界】 影響正極極片壓實密度的因素主要有以下四點:①材料真密度;②材料形貌;③材料粒度分布;④極片工藝。
(1)材料真密度
極片的面密度,黏結劑和導電劑的用量都會影響壓實密度。常見導電劑和黏結劑的真密度見表2。從表中可以看出,導電劑和黏結劑的真密度非常低,加入量越多則極片壓實密度越低。
(1)材料真密度
幾種商業正極材料的真密度和目前所能達到的壓實密度見表1,可以看出,幾種材料的真密度:鈷酸鋰>三元材料>錳酸鋰>磷酸鐵鋰,這和壓實密度的規律一致。需要指出的是,不同組分三元材料的真密度隨組分的變化而變化,表中所選三元材料為NCM111。
幾種商業正極材料的真密度和壓實密度范圍
(2)材料形貌
三元材料和鈷酸鋰的真密度差別并不大,從表10-5可以看出,NCM111和鈷酸鋰的真密度只相差0.3g' cm-3,壓實密度卻比鈷酸鋰低0.5g.cm-3甚至更商,導致這個結果的原因很多,但最主要的原因是鈷酸鋰和三元材料的形貌差別。目前商業化的鈷酸鋰是一次顆粒,單晶很大,三元材料則為細小單晶的二次團聚體,從中可看出,幾百納米的一次顆粒團聚成的三元材料二次球,本身就有很多空隙;而制備成極片后,球和球之間也會有大量的空隙。以上原因使三元材料的壓實密度進一步降低。
(3)材料粒度分布
三元材料的粒度分布對其壓實密度產生影響的原因和三元材料的球形形貌有關,等徑球在堆積時,球體和球體之間會有大量的空隙,若沒有合適的小粒徑球來填補這些空隙,堆積密度就會很低。所以合適的粒度分布能提高材料的壓實密度,而不合理的粒度分布則造成壓實密度顯著降低
極片的面密度,黏結劑和導電劑的用量都會影響壓實密度。常見導電劑和黏結劑的真密度見表2。從表中可以看出,導電劑和黏結劑的真密度非常低,加入量越多則極片壓實密度越低。
常見導電劑和黏結劑的真密度
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