影響壓實(shí)密度的因素
核心提示:影響正極極片壓實(shí)密度的因素主要有以下四點(diǎn):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(shí)密度的因素主要有以下四點(diǎn):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(jié)劑和導(dǎo)電劑的用量都會(huì)影響壓實(shí)密度。常見導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度見表2。從表中可以看出,導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度非常低,加入量越多則極片壓實(shí)密度越低。
(1)材料真密度
幾種商業(yè)正極材料的真密度和目前所能達(dá)到的壓實(shí)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(shí)密度的規(guī)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(yè)正極材料的真密度和壓實(shí)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(shí)密度卻比鈷酸鋰低0.5g.cm-3甚至更商,導(dǎo)致這個(gè)結(jié)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(yè)化的鈷酸鋰是一次顆粒,單晶很大,三元材料則為細(xì)小單晶的二次團(tuán)聚體,從中可看出,幾百納米的一次顆粒團(tuán)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(huì)有大量的空隙。以上原因使三元材料的壓實(shí)密度進(jìn)一步降低。
(3)材料粒度分布
三元材料的粒度分布對(duì)其壓實(shí)密度產(chǎn)生影響的原因和三元材料的球形形貌有關(guān),等徑球在堆積時(shí),球體和球體之間會(huì)有大量的空隙,若沒有合適的小粒徑球來(lái)填補(bǔ)這些空隙,堆積密度就會(huì)很低。所以合適的粒度分布能提高材料的壓實(shí)密度,而不合理的粒度分布則造成壓實(shí)密度顯著降低
極片的面密度,黏結(jié)劑和導(dǎo)電劑的用量都會(huì)影響壓實(shí)密度。常見導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度見表2。從表中可以看出,導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度非常低,加入量越多則極片壓實(shí)密度越低。
常見導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度
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