Paramètre de test de résistance d'électrode Base d'ions

L'évaluation de l'uniformité du revêtement des électrodes positives et négatives est un élément de surveillance important dans le processus de production de la batterie. Si l'uniformité des feuilles d'électrodes après le revêtement ou le laminage est médiocre, cela affectera considérablement la cohérence des performances des cellules principales. À l'heure actuelle, la méthode couramment utilisée pour évaluer l'uniformité du revêtement de la pièce polaire consiste principalement à surveiller l'épaisseur, la qualité et la résistance, parmi la sélection de paramètres de test pour la résistance de la feuille d'électrode (résistance de la membrane), tels que la pression de test et le temps de maintien de la pression. , est extrêmement important pour la stabilité des résultats de mesure, ce document propose un paramètre de test plus approprié basé sur les données de test spécifiques de la résistance de feuille d'électrode, afin d'assurer l'exactitude et la stabilité des données de test.

Figure 1. Schéma de principe du test de résistance de la pièce polaire

1. Équipement de laboratoire

Modèle d'équipement : BER2500 (IEST), diamètre d'électrode 14 mm. L'équipement est représenté sur les figures 2(a) et 2(b).

2. Analyse des données

Nous avons effectué des tests d'épaisseur et de résistance in situ sur les électrodes positives et négatives après avoir roulé sous différentes pressions (5-60MPa), comme le montre la figure 3. On peut voir sur la figure qu'avec l'augmentation de la pression de test, le la résistance des électrodes positive et négative diminue continuellement, et l'épaisseur maximale de l'électrode positive change d'environ 4 μm, et l'épaisseur maximale de l'électrode négative change d'environ 25 μm. Pendant le test, il est nécessaire de ne pas affecter autant que possible l'état de l'échantillon à tester, et en même temps, il est nécessaire de s'assurer que l'électrode de test est en contact étroit avec l'échantillon. Par conséquent, nous recommandons que la pression de test de la pièce d'électrode positive soit de 25 MPa et que la pièce d'électrode négative soit sélectionnée à 5 MPa.

Figure 3. Résultats des tests de résistance et d'épaisseur des électrodes positives et négatives dans différentes conditions de pression

Ensuite, nous avons exploré plus avant le temps de maintien de pression approprié et testé les données de résistance et d'épaisseur des électrodes positives et négatives sous la même pression pendant 100 secondes en continu, comme le montre la figure 4. On peut voir sur la figure que comme le maintien le temps augmente, la résistance des électrodes positive et négative diminue continuellement, et l'épaisseur maximale de l'électrode positive ne varie pas de plus de 1 μm, et l'épaisseur maximale de l'électrode négative varie d'environ 1,5 μm. Pendant le test, il est nécessaire de raccourcir le temps de test autant que possible, d'améliorer l'efficacité du test et en même temps d'assurer la stabilité des données de test. Par conséquent, nous recommandons que le temps de maintien de la pression des électrodes positives et négatives soit sélectionné à 15 s.

Figure 4. Résultats des tests de résistance et d'épaisseur des électrodes positives et négatives dans différentes conditions de temps de maintien

En utilisant les conditions de test ci-dessus, nous avons sélectionné 10 pièces polaires positives pour effectuer une analyse MSA sur l'équipement. Comme chaque position de la pièce polaire ne peut pas être réutilisée après essai, il s'agit d'un essai destructif. Nous avons choisi la recherche GR&R imbriquée, et les résultats sont présentés dans la figure 5, qui montre que la répétabilité et la différenciation de l'équipement sont à un excellent niveau.

Figure 5. Analyse GR&R du compteur de résistance de feuille d'électrode

3. Résumé

Grâce à l'exploration des paramètres de test (pression et temps de maintien) de la résistance de l'électrode, nous recommandons 25MPa pour l'électrode positive, 5MPa pour l'électrode négative et un temps de maintien de 15s pour les deux, la répétabilité et la distinction des données de résistance obtenues du test dans cette condition a atteint un excellent niveau.

4. Documents de référence

1.Serena W. Peterson et Dean R. Wheeler, Mesures directes du transport électronique efficace dans les électrodes Li-Ion poreuses. Journal de la société électrochimique, 161 (14) A2175-A2181 (2014).

2. Hiroki Kondo et al. Influence du matériau actif sur la conductivité électronique de l'électrode positive dans les batteries lithium-ion. Journal de la société électrochimique, 2019,166 (8) A1285-A1290

3.BG Westphal et al. Influence du mélange à sec intensif et du calandrage sur la résistivité relative des électrodes déterminée via une approche avancée en deux points. Journal du stockage d'énergie 2017, 11, 76–85