अच्छा प्रदर्शन लिथियम बैटरी कैथोड पेस्ट कैसे तैयार करें?

सक्रिय पदार्थ

सकारात्मक घोल में मुख्य विद्युत रासायनिक सक्रिय घटक के रूप में, सक्रिय पदार्थ बैटरी के बुनियादी गुणों जैसे वोल्टेज और ऊर्जा घनत्व को निर्धारित करता है, और घोल प्रणाली की मूल आत्मा है। कण आकार वितरण, विशिष्ट सतह क्षेत्र, पीएच मान या सक्रिय पदार्थ का अवशिष्ट आधार मान जैसे गुण घोल की स्थिरता को प्रभावित कर सकते हैं।

कण आकार वितरण: सक्रिय पदार्थ का कण आकार और कण आकार वितरण घोल प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कारक हैं। सक्रिय पदार्थ का कण आकार जितना छोटा होता है, निरंतर चरण की चिपचिपाहट उतनी ही बड़ी होती है, गुरुत्वाकर्षण के कारण घोल का स्तरीकरण उतना ही कमजोर होता है, और निलंबन प्रणाली की स्थिरता उतनी ही बेहतर होती है। हालाँकि, जब कण का आकार एक निश्चित छोटे आकार में कम हो जाता है, तो कणों के बीच बंधन बल मुख्य प्रभाव बन जाता है, और कणों के बीच ढेर की घटना घटित होगी, जो सिस्टम की स्थिरता के लिए अनुकूल नहीं है। इसलिए, घोल के फैलाव में, कण का आकार जितना महीन नहीं होता, उतना बेहतर होता है, बल्कि इसे एक संकीर्ण आकार सीमा में वितरित किया जाता है, ताकि चूषण और प्रतिकर्षण के पारस्परिक संतुलन को प्राप्त किया जा सके, ताकि घोल प्रणाली की स्थिरता सुनिश्चित हो सके।

विशिष्ट सतह क्षेत्र: सेल के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, विशिष्ट सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, सेल का इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा, जो सीधे बैटरी के कम आंतरिक प्रतिरोध में परिलक्षित होता है, क्षमता को चलाने में आसान, बेहतर चक्र प्रदर्शन और दर प्रदर्शन। हालाँकि, बहुत बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र घोल में नमूने के आसंजन को बढ़ाता है, जो कणों के फैलाव के लिए अनुकूल नहीं है।

पीएच मान या अवशिष्ट आधार मान: पीएच मान स्वयं घोल की स्थिरता को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन क्षारीय वातावरण का बाइंडर पर अधिक प्रभाव पड़ता है, जिससे बाइंडर की संरचना में ही परिवर्तन हो जाएगा। विशेष रूप से, संश्लेषण प्रक्रिया में अतिरिक्त लिथियम नमक के कारण, अतिरिक्त लिथियम नमक को लिथियम (Li) ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए उच्च तापमान पर कैलक्लाइंड किया जाता है, जो हवा में पानी (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के साथ प्रतिक्रिया करके लिथियम हाइड्रॉक्साइड (LiOH) और लिथियम कार्बोनेट (Li2CO3) का उत्पादन करता है, जो सामग्री की सतह पर रहता है, जिससे सामग्री का pH मान अधिक हो जाएगा।

बाइंडिंग एजेंट

घोल में बाइंडर का मुख्य कार्य सक्रिय पदार्थ, प्रवाहकीय एजेंट और द्रव संग्राहक को जोड़ना, इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री और प्रवाहकीय एजेंट और द्रव संग्राहक के बीच इलेक्ट्रॉनिक संपर्क को बढ़ाना और घोल प्रणाली के लिए एक स्थिर समर्थन प्रदान करना है। पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) का उपयोग अब लिथियम बैटरी उद्योग में बाइंडर के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है, क्योंकि पीवीडीएफ में अच्छा प्रसंस्करण प्रदर्शन, थर्मल स्थिरता (दीर्घकालिक उपयोग तापमान -40 ~ 150 डिग्री) है, और इलेक्ट्रोलाइट की उपयुक्तता और स्थिरता भी बहुत मजबूत है। एनएमपी में घुलने के बाद, बाइंडर को यांत्रिक सरगर्मी द्वारा सक्रिय पदार्थ के चारों ओर लपेटा जाता है, और हाइड्रोजन बॉन्ड बल और वैन डेर वाल्स बल आदि द्वारा बांधा जाता है। बाइंडर की बॉन्ड ताकत को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक अंतर-आणविक ध्रुवता, आणविक भार, विलायक सामग्री आदि हैं।

संचालक एजेंट

सकारात्मक घोल में प्रवाहकीय एजेंट का मुख्य कार्य बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करना और वाष्पीकरण की क्षमता को बढ़ाना है। आम तौर पर, प्रवाहकीय टोनर और सीएनटी घोल को मुख्य प्रवाहकीय एजेंट के रूप में चुना जाता है। क्योंकि इसके कण का आकार कम है (1 ~ 5 मिमी क्लस्टर बनाना आसान है), विशिष्ट सतह क्षेत्र बड़ा है (लगभग 60m2/g), घोल में समान रूप से फैलाना मुश्किल है, इसलिए मिश्रण प्रक्रिया की आवश्यकताएं अधिक हैं।

छितरे

सकारात्मक घोल में फैलाने वाले की मुख्य भूमिका बाइंडर को भंग करना है, सक्रिय पदार्थ को अधिक समान रूप से फैलाने के लिए एक अच्छा वाहक प्रदान करना है, कोटिंग चरण में फैलाने वाले को धातु सब्सट्रेट की अच्छी वेटेबिलिटी और तरलता की आवश्यकता होती है, और पकाते समय अच्छे वाष्पीकरण प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। अन्य फैलाने वालों जैसे कि एच2ओ, एनएमपी, डीएमएसी (डाइमिथाइलएसिटामाइड), डीएमएफ (डाइमिथाइलफॉर्मामाइड), आदि की तुलना में, क्योंकि एनएमपी में उच्च घुलनशीलता, कम चिपचिपापन, कम अस्थिरता, अच्छी स्थिरता, आसान पुनर्प्राप्ति आदि के फायदे हैं, उद्योग आमतौर पर एनएमपी -पीवीडीएफ प्रणाली का उपयोग करता है। जब एनएमपी का अनुपात बड़ा होता है, तो घोल की चिपचिपाहट छोटी होती है, पाउडर आसानी से अवक्षेपित हो जाता है, और कोटिंग के दौरान सतह का घनत्व अच्छी तरह से नियंत्रित नहीं होता है। इसके विपरीत, एनएमपी का अनुपात छोटा है, घोल की चिपचिपाहट बड़ी है, पाउडर फैलता नहीं है, और घोल की तरलता कम है। इसलिए, जोड़े गए एनएमपी की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित नहीं किया जाता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह सुनिश्चित करना है कि इसे समान रूप से लेपित किया जा सके।

हाइड्रेशन

तैलीय घोल में अशुद्धता के रूप में पानी, मुख्य रूप से घोल में कच्चे माल द्वारा या मिश्रण में, इसकी सामग्री में वृद्धि घोल की चिपचिपाहट को प्रभावित करेगी, विलायक की एकरूपता को नष्ट कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप सकारात्मक कणों का निर्माण होगा, सूखने के बाद रखी गई पोल शीट भी छीलने की घटना दिखाई देगी, इसलिए चाहे कच्चे माल या मिश्रण को पानी की शुरूआत को नियंत्रित करने की आवश्यकता हो।