電極抵抗試験法の比較 - 4 つのプローブと 2 つのプローブ
リチウムイオン電池の抵抗は、電池の性能を測定するための重要な指標の1つであり、リチウムイオン電池の抵抗の大きさは、リチウムイオン電池の容量、サイクル寿命、安全性能に直接影響し、電極材料のリチウムイオン電池抵抗の要素に影響を与えます。配合、電解質、コーティング均質化プロセス、電極抵抗など、電極抵抗は電極材料の性能と配合を反映します。電極抵抗テストの結果を通じて、一方では、ホモジネートのコーティングプロセスと配合を改善し、材料システムの迅速な評価を実現するために使用できます。一方、単一の製造プロセスに流入しないように、抵抗値の大きなポールシートをタイムリーに選別して分類し、排除することができます。端末製品の品質向上に貢献します。本稿では、2 つの検査法の違いを 4 つのプローブの方法と 2 つのプローブの方法でテストします。2 つのテスト方法の概略図は次のとおりです。
図 1. (a) 2 つのプローブの概略図 (b) 4 つのプローブの概略図
2 つのプローブ テスト中に、端子をサンプル上に置き、交流 電圧信号を入力してサンプル抵抗の電流を収集し、変換関係を通じてサンプルの抵抗率を取得します。4 つのプローブがサンプルの表面に配置され、サンプルの抵抗率間の電圧信号が変換関係を通じて取得されます。
1. 実験装置及び試験方法
1.1 実験装置: ポールシート抵抗器、モデル B ER2500 、電極直径 14mm、5 ～ 60MP の圧力を加えることができます。装置の外観は図 2 に示します。
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図2. (a) BER2500の外観図 (b) BER2500の構造図
1.2 試験方法：M RMS ソフトウェア上で試験圧力の強さや圧力保持時間などのパラメータを設定し、試験を開始します。ソフトウェアは、電極の厚さ、抵抗、抵抗率、導電率、その他のデータを自動的に読み取ります。
1.3 サンプル情報: 正極板カソード 1、アノード 1、負極シート カソード 2、アノード 2、純膜サンプル、アルミニウム箔および銅箔を選択し、2 本のプローブと 4 本のプローブで電極板の抵抗をテストします。それぞれプローブ。
2. データ分析
2.1 ストリップフォイルポールシートの試験と抵抗解析
正極シート抵抗テストについては、図 3 (a) に、低抵抗電極シート カソード-1 (2 ^ 10) のテストを示します。1-6Ω * cm )、純アルミニウム箔の抵抗率 (2 ^ 10.884)-5.3316.370026Ω * cm ) は約 10 倍変化しますが、抵抗値が大きい電極シート陰極-2 の場合、4 探針試験の電極抵抗率は 1 Ω * cm であり、純粋な電極抵抗率よりもはるかに大きくなります。アルミホイル。図 3 (b) では、シート陰極-1 (1444.94 Ω * cm ) (0 Ω * cm ) でテストした電極抵抗率は、図 4 (a) および (b) に示すように箔の抵抗率を上回っています。異なるコーティングと箔の間の抵抗。
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図3. (a) 4探針法正極板抵抗試験 (b) 2探針法正極板抵抗試験
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図4. (a) 4探針法負極板抵抗試験 (b) 2探針法負極板
抵抗試験
2. 箔純膜抵抗の解析
ドライコートされた箔のない純粋なフィルムサンプルの耐性試験は、2 つの方法で行われます。図 5 からわかるように、単層テストの抵抗率 (0 Ω * cm ) は二層テストの抵抗率 (0 Ω * cm ) とほぼ同じであり、純アルミニウム箔の抵抗率よりもはるかに大きくなっています ( 2 ^ 10).27.26.884-5Ω * cm ）または純銅箔（1.832 ^ 10）-5.27.23Ω * cm ）、2 プローブ法の単層テストの抵抗率（1 Ω * cm ）は二重層テストの抵抗率（1 Ω * cm ）とほぼ同じですが、2 つのプローブ法の抵抗率はプローブ数は 4 プローブ法よりも多くなります。
図 5. 4 つのプローブと 2 つのプローブによる純粋な膜抵抗テスト
2.3 メカニズムの解析
2 つのテスト方法の等価回路図を図 6 に示します。図 a は 2 つのプローブの極抵抗の回路図を表します。この図は、電流電圧がサンプルの垂直端に印加されることを示しています。結果は次のとおりです。極性シート R の接触抵抗、R コーティング、R コレクター流体の全抵抗、次に抵抗率と抵抗率。図bは、四探針法による電極抵抗をテストする回路の概略図です。印加電流はサンプル表面に印加されます。したがって、電流の方向は経路1、2、および3に分けることができます。電極シートが接触するとき、抵抗が小さい、電子は主に経路 2 を通過する、経路 1 と 3 はほとんど通過しない、測定された磁極シート抵抗はフォイル抵抗に近い、シート抵抗が大きい場合、電子が経路1を通過する確率が増加し、抵抗値も増加します。 四探針法で電極シート抵抗を測定する場合、測定される絶対値が小さいため、Ωレベルに達しても、機器の精度は、範囲とシステム圧力の制御と安定性の要件も高いため、安定したデータを取得するのは困難です。結論として、複合層の抵抗を選択するのが適切です。そのため、安定したデータを取得することが困難です。結論として、複合層の抵抗を選択するのが適切です。そのため、安定したデータを取得することが困難です。結論として、複合層の抵抗を選択するのが適切です。
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図 6. (a) 2 つのプローブ回路の回路図 (b) 4 つのプローブ回路の回路図
3. まとめ
この論文は、電極抵抗の違いを比較します。結果は、テストストリップフォイルポールサンプル、4つのプローブのテスト抵抗値が2つのプローブよりもはるかに小さく、場合によっては抵抗がフォイルの抵抗にほぼ近く、区別できないことを示しています。値が小さいため、機器の精度、範囲、およびシステム圧力制御の安定性要件が高いため、安定したデータを取得するのが困難です。フォイルなしでコーティングをテストするだけで、抵抗値はオームレベルです。2 プローブ試験は電極板の総貫通抵抗であり、コーティングの違いを大幅に区別することができ、リチウム電池やあらゆる種類のスーパーキャパシタの試験に適しています。
&注意 ;参考資料
1. 近藤 裕樹 他. リチウムイオン電池における正極の電子伝導性に対する活物質の影響 .ジャーナル の の 電気化学 社会 , 2019,166 (8) A1285-A1290
2. BGWウェストパル など アル .高度な 2 点アプローチによって決定された相対電極抵抗率に対する高強度乾式混合とカレンダー加工の影響。ジャーナル の エネルギー 保管所 2017、11、76–85
3. ニルス マイヌシュ など アル . 新しい コンタクト 調査 と 方法 に 測定 電気 抵抗 の バッテリー 電極 エネルギー テクノロジー .2016、4、1550-1557