Une méthode de caractérisation de la conductivité et de la sédimentation des boues

Performance

La boue est un produit intermédiaire important dans la production de batteries lithium-ion. L'uniformité et la stabilité de la boue affectent grandement la cohérence et les performances électrochimiques de la cellule de batterie finale. La méthode actuelle de surveillance de la boue n'a que des paramètres de viscosité, qui ne peuvent pas être précis. évaluer l'uniformité et la stabilité de ses propriétés électriques. Les paramètres de résistivité de la suspension sont liés de manière significative à la formulation de la suspension, au type et à la teneur de l'agent conducteur, au type et à la teneur du liant, etc., et la suspension peut avoir une sédimentation du gel si on le laisse reposer pendant un certain temps après la fin de l'agitation. comme le montre la figure 1, à ce moment, la valeur de résistivité montrera également divers degrés de changement,ainsi, la résistivité de la suspension peut être utilisée comme méthode pour caractériser l'uniformité et la stabilité des propriétés électriques de la suspension.

En surveillant la résistivité de la boue, d'une part, il peut évaluer l'influence de différents matériaux actifs, agents conducteurs, liants et teneur en solides sur les performances électrochimiques pour l'évaluation et le criblage des matériaux. D'autre part, il peut également être utilisé pour surveiller la stabilité du processus, ce qui permet d'identifier rapidement les anomalies dans le processus de mélange et d'éviter la perte de temps et d'argent causée par des produits défectueux entrant dans le processus suivant.

Figure 1. Schéma de principe de trois méthodes de mélange de LCO et de particules de carbone conductrices

1. Matériel expérimental et méthodes d'essai

1.1 Matériel expérimental : Modèle BSR2300, comprenant 3 groupes de canaux d'électrodes.

1.2 Méthode d'essai : La suspension à tester est placée dans une bouteille d'essai et le diamètre de l'embouchure de la bouteille doit être supérieur à 35 mm. Insérez le stylo d'électrode de boue dans la boue, remuez un peu pour que la surface de l'électrode s'infiltre complètement dans la boue, ouvrez le logiciel d'acquisition correspondant et collectez les données de changement de résistivité correspondant à chaque groupe de canaux d'électrode en temps réel.

2. Coller le cas de test de résistivité

2.1 Comparaison de la résistivité de la pâte de carbone conductrice avec différentes viscosités

La viscosité affecte l'état de dispersion des particules de carbone conductrices dans la suspension. Lorsque la viscosité du coulis est élevée, le contact entre les particules et l'état de dispersion des particules dans le coulis sont relativement stables. Réaliser des tests de résistivité sur deux coulis de viscosités différentes. La résistivité de la suspension à grande viscosité est inférieure à celle de la suspension à faible viscosité. Si, dans la production par lots de suspension, après avoir fixé la formule de la suspension, le test de résistivité peut être effectué sur différents lots de suspension avec la même viscosité pour surveiller la stabilité du processus de la boue.

Figure 2. Comparaison de la résistivité des pâtes avec différentes viscosités

2.2 Comparaison de la résistivité de la pâte de carbone conductrice avec différents multiples de dilution    

La dilution de la suspension de carbone conducteur par différents multiples peut modifier la concentration de particules de carbone conductrices par unité de volume et affecter l'état de dispersion des particules de carbone conductrices dans la suspension. À mesure que le facteur de dilution augmente, la concentration de carbone conducteur diminue progressivement et la résistivité de la bouillie augmente progressivement. Si la formule de la suspension est fixée dans la production de masse de suspension, le test de résistivité peut être effectué sur différents lots de la même concentration de suspension. Surveiller la stabilité du processus de la boue.

Figure 3. Comparaison de la résistivité de différents multiples de dilution du lisier

2.3 Analyse des performances de décantation du lisier

Lorsque la suspension agitée est laissée au repos pendant un certain temps, les particules en suspension dans la suspension se déposent dans une certaine mesure. En testant les changements de résistivité à différentes positions dans la direction verticale de la boue, les performances de sédimentation de la boue peuvent être jugées. Comme le montre la figure 4, la boue NCM811 a été testée pendant trois jours consécutifs, dans le test du matin le troisième jour , la résistivité mesurée par l'électrode du canal inférieur a chuté de manière significative, indiquant que les particules de la couche supérieure se sont progressivement déposées sur la couche inférieure à ce moment. Par conséquent, la plus longue durée de vie de la suspension peut être évaluée en fonction des résultats des tests de la résistivité à différents moments,

Figure 4. Courbe de résistivité de la pâte avec le temps

3.Résumer

Cet article utilise un appareil de mesure de la résistance du lisier pour surveiller la résistivité du lisier avec différentes viscosités, différents multiples de dilution et différents temps de repos, ce qui permet de distinguer les différences de conductivité du lisier sous différentes formulations, différents procédés et différents états de qualité. Le personnel de R&D peut surveiller la stabilité du processus de suspension et le temps de repos le plus long en formulant davantage la plage de spécifications de la résistivité de la suspension.

Rréférences

1. BG Westphal et al. Journal du stockage d'énergie 11 (2017) 76–85.

2. Kentaro Kuratani et al. Journal de la société électrochimique, 166 (2019) (4) A501-A506.