電極抵抗試験パラメータ イオン基準

正極と負極の塗膜均一性の評価は電池製造工程における重要なモニタリング項目です。コーティングまたは圧延後の電極シートの均一性が悪い場合、バックエンドセルの性能の一貫性に大きな影響を与えます。現在、ポールピースのコーティングの均一性を評価するために一般的に使用されている方法は、試験圧力や圧力保持時間などの電極シート抵抗（膜抵抗）の試験パラメータの選択のうち、主に厚さ、品質、抵抗を監視することです。 、測定結果の安定性にとって非常に重要であるため、この論文では、テストデータの精度と安定性を確保するために、電極シート抵抗の特定のテストデータに基づいて、より適切なテストパラメータを提案します。

図 1. ポールピース抵抗試験の概略図

1.&注意 ;研究所の備品

機器モデル: BER2500 (IEST )、電極直径 14mm。装置を図 2(a) および 2(b) に示します。

2. データ分析

図 3 に示すように、さまざまな圧力 (5 ～ 60 MPa ) で圧延した後、正極と負極のその場で厚さと抵抗の試験を実行しました。図から、試験圧力の増加に伴い、正極と負極の抵抗は連続的に減少し、正極の最大厚さは約4μm、負極の最大厚さは約25μm変化します。検査中は、被検査試料の状態にできるだけ影響を与えないようにする必要があると同時に、検査電極を試料に密着させる必要があります。したがって、正極片の試験圧力は 25MPa、負極片は 5MPa を選定することを推奨します。

図 3. 異なる圧力条件下での正極と負極の抵抗と厚さのテスト結果

次に、適切な圧力保持時間をさらに検討し、図 4 に示すように、同じ圧力下で 100 秒間連続して正極と負極の抵抗と厚さのデータをテストしました。時間が増加すると、正極と負極の抵抗は連続的に減少し、正極の最大厚さの変化は 1 μm 以下であり、負極の最大厚さの変化は約 1.5 μm です。テストでは、テスト時間をできるだけ短縮し、テスト効率を向上させると同時に、テストデータの安定性を確保する必要があります。したがって、正極と負極の圧力保持時間は 15 秒を選択することをお勧めします。

図 4. 異なる保持時間条件下での正極と負極の抵抗と厚さのテスト結果

上記のテスト条件を使用して、機器の MSA 解析を行うために 10 個の正極片を選択しました。ポールピースの各位置はテスト後に再利用できないため、破壊テストとなります。ネストされた GR &アンプ ;R 研究を選択しました。結果は図 5 に示されており、装置の再現性と識別性が優れたレベルにあることがわかります。

図 5. 電極シート抵抗計の GR &アンプ ;R 解析

3. まとめ

電極抵抗の試験パラメータ (圧力と保持時間) の検討を通じて、得られる抵抗データの再現性と識別性を考慮して、正極には 25MPa、負極には 5MPa、保持時間は両方とも 15 秒を推奨します。この条件でのテストでは優れたレベルに達しました。

4. 参考資料

1. セレナ W. ピーターソン および ディーン R. ウィーラー 、多孔質リチウムイオン電極における効果的な電子輸送の直接測定。電気化学協会ジャーナル、161 (14) A2175-A2181 (2014)。

2.近藤裕樹ほか リチウムイオン電池の正極の電子伝導性に及ぼす活物質の影響。電気化学会誌、2019,166 (8) A1285-A1290

3.BGウェストファルら。高度な 2 点アプローチによって測定された、相対的な電極抵抗率に対する高度な乾式混合とカレンダー加工の影響。エネルギー貯蔵ジャーナル 2017、11、76–85