高度な 2 点アプローチによって決定される電極の相対抵抗率に対する高強度の乾式混合とカレンダー処理の影響

測定サンプル情報

この記事でテストされたサンプルはすべて、特定の配合とプロセスに従って実験室でコーティングされた片面ポールピースです。情報は以下の表に示されています。

結果分析

1. テストパラメータの影響

ポールピースの抵抗をテストする場合、電極の両端に加えられる電流と圧力が抵抗率の絶対値に影響します。0.1/1/10/20mA の電流が 3 つの異なるタイプのポールピースに印加されると、LFP ポールピースの抵抗率は基本的に変化せず、電流が 1mA を超える場合、NCM1 ポールピースの抵抗率は基本的に変化しません。電流が 10mA を超える場合、グループ1 ポールピースの抵抗率を一定に保つ必要があります。3 つのポールピースの抵抗率の傾向は、文献で報告されている 3 つの材料の抵抗率の傾向と一致しています。グラファイト磁極片は、主にグラファイト自体の低い抵抗率がより高い寄生抵抗率を引き起こすため、電流の影響を大きく受けます。そのため、インターフェース電圧降下の影響を軽減するには、より大きな電流が必要になります。上記の要因に基づいて、著者は 3 種類の磁極片すべてに対して 10mA が適切なテスト電流であると考えています。

図 2. ポールピースの抵抗率に対する負荷電流の影響

加えられる圧力はポールピースの抵抗率にも影響します。加えられる圧力の増加に伴い、NMC1 と グループ1 の導電率が減少することがわかります。これは、圧力の増加によりプローブとコーティング間の界面接触抵抗が減少するためです。一方、圧力を加えるとポールピースの厚みが減り、導電経路が短くなります。したがって、テスト圧力は、ポールピース自体の導電経路の変更を考慮せずに、可能な限り小さくする必要があります。要約すると、著者は 350kPa が適切な適用圧力であると考えています。

図 5. さまざまな乾式混合強度がポールピースの抵抗率に及ぼす影響

まとめ

本稿で提案する二点法は、実用化の観点から磁極片の加工性能を評価するためのより簡単かつ迅速な方法である。四探針法よりもリチウムイオン電池のポールピース抵抗の検査に適しています。試験圧力、負荷電流、圧延圧力、乾燥混合強度などはすべて、抵抗率の絶対値に影響します。したがって、プロセス開発の指針となる安定したテスト結果を得るには、適切なパラメータを選択する必要があります。

&注意 ;IEST関連試験機器の推奨事項

BER シリーズ多機能電池電極抵抗計 (IEST ): ダブルプレーナ、電圧制御ディスク電極抵抗法には次の特徴があります。

1. 電圧線と電流線を分離し、電圧測定に対するインダクタンスの影響を排除し、検出精度を向上させます。

2. 直径 14mm のディスク電極により、サンプルとの接触面積が比較的広く確保され、検査誤差が軽減されます。

3. 実際の磁極片の長手方向の貫通抵抗、つまりコーティング抵抗、コーティングと電流コレクタ間の接触抵抗、および電流コレクタ抵抗の合計を直接測定します。

4. ポールピースの抵抗、ポールピースの厚さ、および圧力によるポールピースの圧縮の変化をリアルタイムで監視できます。

5. 加える圧力を正確に制御して、テストデータの一貫性を確保できます。

磁極片の抵抗は、電極製造プロセスにおける電子伝導ネットワークの性能や電極微細構造の均一性をより適切に評価することができ、電極の配合や混合、コーティング、圧延プロセスの制御パラメータの研究と改善に役立ちます。 

&注意 ;参照

BG ウェストファル など アル . 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