Schéma de test des électrodes de batterie au lithium IEST
Uniformité des électrodes
Dans le processus de fabrication des batteries de stockage d’énergie, l’uniformité du revêtement des électrodes est un paramètre important à surveiller dès les premières étapes de la production des cellules. C’est également l’une des propriétés cruciales qui affectent les performances de cyclage et la cohérence des batteries de stockage d’énergie. L'étape du processus de revêtement implique de nombreux paramètres de processus, et chaque paramètre peut avoir des effets différents sur l'uniformité du revêtement de l'électrode. Par exemple, en termes de caractéristiques de la suspension, la suspension d'électrode est constituée de particules solides actives de taille micrométrique et de particules d'agent conducteur de taille nanométrique en suspension dans une solution de liant. Les particules solides sont soumises à des forces telles que la gravité, le mouvement brownien et la flottabilité, conduisant à des processus tels que la sédimentation, le mouvement brownien aléatoire et l'agrégation-désagrégation. En conséquence, l’état de distribution des agents conducteurs et des particules actives de la suspension, ainsi que leurs interactions, subissent inévitablement des changements, ce qui peut affecter l’uniformité du revêtement.
La dispersion des principaux matériaux, agents conducteurs et liants dans les feuilles d'électrodes positives et négatives des batteries de stockage d'énergie est influencée par de nombreux paramètres complexes de contrôle de processus mentionnés ci-dessus. Une dispersion non uniforme du matériau peut détériorer considérablement les performances dynamiques de la cellule, mais elle est souvent difficile à détecter par les méthodes de surveillance conventionnelles telles que l'apparence des électrodes ou la force d'adhésion. Elle est souvent négligée, ce qui entraîne des pertes irréparables. En utilisant leTesteur de résistance d'électrode série IEST BERpour surveiller les changements de résistance des électrodes sur différents lots ou emplacements, il peut identifier rapidement les variations du processus aux extrémités des électrodes. Cela facilite le contrôle de la qualité dans le processus de production des cellules de batterie et constitue un moyen efficace de validation du processus.
Module de compression de l'électrode
Le module de compression de l’électrode est un paramètre critique sur lequel se concentrent les concepteurs de cellules de batterie de stockage d’énergie et les ingénieurs en procédés de fabrication. Si la conception du rebond de la cellule de stockage d'énergie n'est pas précise, cela peut entraîner une mauvaise apparence de la cellule, conduisant à la mise au rebut des produits. Si la conception du rebond d'épaisseur du produit final n'est pas précise, cela peut conduire à des cellules trop épaisses ou trop fines, ne répondant pas aux exigences du client.
Le testeur de résistance d'électrode développé par IEST (BER2500) peut être utilisé pour mesurer le module de compression et le rebond d'épaisseur des électrodes. Comme le montre la figure, nous avons sélectionné quatre électrodes avec différentes densités de compactage pour la validation du module de compression. On peut observer qu'à mesure que la pression du rouleau sur les électrodes augmente, la déformation maximale, la déformation réversible et la déformation irréversible des quatre électrodes diminuent progressivement (1> 2 > 3 >4), mais le rythme de diminution ralentit progressivement. Cette tendance changeante est étroitement liée aux effets de remplissage et de compactage des particules de poudre dans le revêtement de l'électrode, notamment l'écoulement et le réarrangement des particules de poudre, la déformation élastique et plastique et la fragmentation. Généralement, le processus de calandrage des électrodes implique de surmonter des forces telles que le frottement, la tension superficielle, la déformation élastique, la déformation plastique et la rupture pour compacter le revêtement de l'électrode. Une sélection inadéquate de la densité de compactage affecte non seulement la stabilité et le rendement du processus d'assemblage intermédiaire dans les batteries de stockage d'énergie, mais influence également l'expansion de la cellule et les performances électrochimiques des batteries au lithium dans les étapes ultérieures.