He aha te pūtau Pūhiko?
Hanganga Pūtau
Ko te pākahiko kotahi, e mohiotia ana ko te "pūtau", ko te waeine iti rawa o te punaha pākahiko. Ko te nuinga o te tito o te cathode (Cathode Electrode), te anode (Anode Electrode), te electrolyte (Electrolyte), te whakawehe (Separator), me te take (Case), e whakaatuhia ana i te Whakaahua 7-1.
Ka taea te whakarōpūtia te rau hiko o te pūtau lithium-katote hei rauemi hiato, e wha nga waahanga te nuinga:
1) Ko nga matūriki matūriki kaha e whakawhiti ana, e whakakore ana ranei i nga katote lithium; Ko nga matūriki cathode e whakarato ana i te puna lithium, ko nga matūriki anode e whakaae ana ki nga katote lithium.
2)Ko te waahanga whakahaere (waahanga waro waro) i hangaia e te ranunga o te kaihoko kawe me te kaikohi o naianei, me te kaapiri e mahi ana i te mahi honohono; te paninga whakahaere irahiko i roto i te kaikohi o nāianei, me te kaihoko conductive.
3)Ko nga pores kua whakakiia ki te electrolyte, hei hongere mo te kawe lithium{1}}i roto i te pepa hiko.
4)Ko te kaikohi o naianei.
I roto i te tukanga hiko, ko te paninga electrode te nuinga o nga waahanga e 4 e whai ake nei:
1)Te kawe irahiko.
2)Te kawe katote.
3)Whakawhiti utu i te atanga matūriki electrolyte/electrode, arā, te tauhohenga hiko.
4) Te tohatoha o nga katote lithium i roto i te waahanga totoka. I roto i te hangahanga moroiti o te pepa hiko, ka pa te rahi o te matūriki me te tohatoha ki te ara whakamaoritanga lithium-katote me te horahanga mata motuhake o te tauhohenga hiko; Ko te rahi o te pore me te tohatoha ka pa ki te tukanga kawe o te electrolyte; ka pa te porosity ki te nui o nga rawa hohe me te waahi mata motuhake o te tauhohenga hiko. Ko enei ahuatanga microstructural katoa ka awe i te mahi o te pākahiko.
Hanganga Cathode
Ko te cathode pūtau ko te nuinga o nga rauemi cathode penei i te LiCoO₂, te kaihoko kawe, te binder (PVDF), me te kaikohi o naianei (pepa konumohe), e whakaatuhia ana i te Whakaahua 7-2.
Mo nga pākahiko lithium-katote, he konumohe konumohe te kaikohi o naianei cathode, ko te kaikohi naianei anode hepepa parahi. Hei whakarite i te pumau o te kaikohi o naianei kei roto i te pākahiko, me eke ki runga ake i te 98%. Ko nga take i whakamahia ai e nga pākahiko lithium{3}}te konumohe konumohe mo te cathode me te pepa parahi mo te anode ko enei e 3 e whai ake nei:
1) Ko te parahi me te konumohe he pai te kawe hiko, te kakano ngohengohe, me te utu iti. Ko te kaupapa mahi o te pākahiko lithium-he taputapu hiko e huri ana i te kaha matū ki te hiko hiko. I roto i tenei tukanga, ka hiahiatia he reo ki te whakawhiti i te kaha matū ki te hiko hiko, e hiahia ana i te mea kawe. I roto i nga mea noa, ko nga konganuku te pai o te kawe hiko, a, i roto i nga konganuku, ko te parahi me te konumohe he pai te kawe me te utu iti i te ahua o te pepa parahi me te pepa konumohe. I roto i nga pākahiko lithium -katote, e rua nga tikanga tukatuka: te awhiowhio me te tapae. Ki te whakatauritea ki te taapu, ka hiahia te awhiowhio ki nga pepa hiko e whakamahia ana ki te whakarite i te pākahiko kia ngawari ake kia kore ai nga pepa hiko e pakaru, e pakaru ranei i te wa awhiowhio. I roto i nga mea whakarewa, he ngohengohe te parahi me te konumohe konumohe, he mea utu nui nga pepa parahi/konumohe, he iti te utu o te parahi me te konumohe, he nui nga rauemi parahi me te konumohe puta noa i te ao.
2) Ko te parahi me te konumohe konumohe he ahua pumau ki te hau. Ko te konumohe ngawari te tauhohenga matū me te hāora i te rangi kia hanga he kiriata waikura mātotoru i runga i te mata, hei aukati i te tauhohenga atu o te konumohe. Ko tenei kiriata waikura o te parahi / konumohe e whakarato ana hoki i etahi paanga whakamarumaru ki te konumohe i roto i te electrolyte. Ko te parahi ano he mea pumau ki te hau, a, kaore e pa ki nga tauhohenga matū i te hau maroke.
3)Ko te kaha o te cathode me te anode o nga pākahiko lithium{1}}e whakatau ana ka whakamahia te pepa konumohe mo te cathode me te konumohe parahi mo te anode, a kaore e taea te huri. He tiketike te kaha o te cathode, a he ngawari te whakamarumaru o te pepa parahi i te kaha teitei, i te mea ko te konumohe he nui te kaha o te waikura me te kiriata waikura matotoru i runga i tana paparanga mata, he pai hoki te whakamarumaru mo te konumohe o roto.
I roto i te kurupae karaihe o te konumohe konganuku, he rite te rahi o te parahi me te konumohe ki a Li, ka ngawari te hanga i nga pūhui intermetallic ki a Li penei i a LiAl. Kaore e taea e Li me Al te hanga i te koranu me te tauira matū LiAl, engari ka hanga ano ko Li₉Al₄,Li₃Al₂,Li₅Al me Li₂Al paparanga koranu. Ko enei paparanga koranu ka pau te nui o te Li, ka kino te hanganga me te ahua o Al ano, no reira kare e taea te whakamahi hei kaikohi kohi o naianei o nga pākahiko lithium-ion; i te mea he iti noa te whakakorenga a Cu i te wa e tukuna ana te pākahiko -a ka mau tonu te hanganga me te matū hiko, e tika ana hei kaikohi naianei anode mo nga pākahiko lithium-katoon. Mo te pepa parahi i te 3.5V, ka tiimata te piki haere o te naianei polarization, ka piki haere, me te kaha o te waikura, e tohu ana ka timata ano a Cu ki te memeha i roto i te pākahiko; ahakoa mo te konumohe konumohe puta noa i te awhe polarization katoa, he iti te naianei polarization, me te kore e kitea nga ahuatanga pirau, e mau tonu ana te hiko hiko. I te mea he iti te rahi o te Al i roto i te awhe katoo katoo o nga pākahiko lithium-katote, ka taea te mau tonu te mauri hiko, he pai hei kaikohi cathode naianei mo nga pākahiko lithium-katote.
Ko te paparanga waikura i runga i nga papa parahi/konumohe no nga semiconductors me te whakahaere i nga irahiko; mehemea he matotoru rawa te paparanga waikura, he nui te aukati; i te mea ko te paparanga waikura konumohe i runga i te mata konumohe he insulator me te kore e taea te whakahaere i te hiko, engari na te mea he tino kikokore, ka tutuki te kawe irahiko na roto i te paanga o te tunneling; Mena he matotoru te paparanga waikura, he ngoikore te kawe o te konukura/konumohe konumohe, he koretake ranei. Ko te tikanga, me horoi te pepa parahi/konumohe i te paparanga waikura i mua i te whakamahi hei tango hinu i tetahi ringa me nga papa waikura matotoru i tetahi atu. He tiketike te kaha o te cathode, a he tino matotoru te paparanga waikura konumohe, ka taea te aukati i te waikura o te kaikohi o naianei. Ko nga papa oxide o te parahi/nickel me etahi atu he mea wetewete, he ngawari ki te aukati i te kaikohi o naianei me te pai ake o te mahi pākahiko. I taua wa ano, he iti te pumanawa anode o nga pākahiko lithium -katote, ka uru te konukura/nickel ki nga tauhohenga waikura, me nga tauhohenga waiora/konohiko/de-ka puta i runga i te mata parahi/nickel, i te wa e pa ana te konumohe ki te LiAl i te kaha nui.
Ko te kaikohi o naianei me hanga parakore. Ko nga poke i roto i te Al ka iti ake te mato o te kiriata mata me te hanga i te waikura poka, me te kino rawa atu, ko te whakangaromanga o te kiriata mata ka arahi ki te hanganga o te koranu LiAl.
Ko te kaikohi o naianei me hanga parakore. Ko nga poke i roto i te Al ka iti ake te mato o te kiriata mata, ka arai i te waikura poka, me te kino rawa atu, ko te whakangaromanga o te kiriata mata ka hua te hanga o te koranu LiAl.
Mo nga pākahiko lithium -katote, kua whakahekehia te pepa konumohe cathode mai i te 16μm ki te 14μm, ka ki te 12μm, inaianei ko te 10μm konumohe konumohe kei te hanga papatipu, me etahi e whakamahi ana i te 8μm; mo te konumohe parahi anode, na te mea he pai ake te ngawari, kua heke tona matotoru mai i te 12μm o mua ki te 10μm, ka tae ki te 8μm, a i tenei wa he papatipu te waahanga nui o nga pākahiko -i hangaia ma te whakamahi i te 6μm, i te mea kei te whakawhanake etahi kaihanga i te 5μm/4μm ka taea hoki te whakamahi. I te mea ko nga pākahiko lithium{14}}he tino parakore mo te pepa parahi e whakamahia ana, he rite te taumata o te kiato rawa. I te hekenga o te matotoru o te whanaketanga, ka heke iho te kiato o te rohe, a ka mama ake te taumaha o te pākahiko, e tutuki ana te hiahia mo nga pākahiko lithium{16}}katote.
Mo nga kaikohi o naianei, i tua atu i te matotoru me te taumaha e pa ana ki nga pākahiko lithium -katote, he nui ano te paanga o nga ahuatanga o te mata o te kaikohi o naianei ki te hanga pākahiko me te mahi. Ina koa mo te kaikohi o naianei anode, na nga hapa o te hangarau whakarite, ko te nuinga o nga pepa parahi kei runga i te maakete ko te -te nuinga o nga momo taratara kotahi, nga taha -taarua, me nga momo kirikiri taha rua. Ma tenei hanga hangarite e rua-taha ka arai ki te parenga whakapiri hangarite o te paninga anode i nga taha e rua, na reira ka kore e rite te tukunga o te kaha anode ki nga taha e rua; i taua wa ano, ko te hangarite i nga taha e rua ka kore e rite te kaha o te piri o te paninga anode, ka puta he tino kore taurite te utu o te paninga anode i nga taha e rua, ka tere te pirau kaha o te pākahiko.
Ko te hanga cathode o te pūtau kotahi te hangarau matua o te pūtau. Kei raro nei he tauira:
1)LiCoO₂ (10μm): 96.0%.
2)Kaiwhakahaere (Carbon ECP): 2.0%.
3)Kaipii (PVDF 761): 2.0%.
4)Whakatairanga Adhesion (NMP): Ko te tauwehenga taumaha o nga matū totoka he tata ki te 810:1496.
Whakatupatotanga hanga Cathode:
1)Cathode slurry viscosity mana i te 6000cP (1cP=1mPa · s) (te pāmahana 25 tohu).
2)Ko te taumaha o te NMP me whakatika tika ki te whakatutuki i te whakaritenga viscosity.
3)Kia aro nui ki te awe o te pāmahana me te haumākū i runga i te pokey.
Ko nga rauemi Cathode lithium cobalt oxide: Ko nga mea kaha o te Cathode, te puna katote lithium, e whakarato ana i te puna lithium mo te pākahiko. Matū -kore, āhua kōhikohiko, rahi matūriki D50 te tikanga 6-8μm, te makuku He iti iho i te rite ranei ki te 0.2%, te tikanga kawakore, pH 10-11.
Rauemi Cathode lithium konupora waikura: He matū -kore, he korikori te ahua, te rahi o te matūriki D50 te tikanga 5-7μm, te makuku He iti iho i te rite ranei ki te 0.2%, he ngoikore te kawakore, pH huri noa i te 8.
Kaituku kawe: -rite te mekameka, te makuku<1%, particle size generally 1~5um.Superconductive carbon black with excellent conductivity is usually used, such as KetjenblackCarbon ECP and ECP600JD. lts function is to improve the conductivity of the cathode material,compensate for the electronic conductivity of the cathode active material; increase the electrolyteabsorption of the cathode sheet, expand the reaction interface, and reduce polarization.
Kaipii (PVDF): Matū -polar kore, he mekameka-rite, te taumaha ngota mai i te 300000 ki te 3000000; ka heke te taumaha ngota i muri i te whakaurunga o te wai, ka iti ake te piri. Ka whakamahia ki te here i te waikura kopahiko lithium, te kaihoko kawe, me te konumohe konumohe, te konumohe mesh mesh togethelAdhesion promoter (NMP): He wai polar ngoikore, whakamahia ki te tareka/te pupuhi i te PVDF me te whakamiha i te slurry i te wa kotahi.
Kaikohi o naianei (ripa cathode): I hangaia ki te pepa konumohe, ki te takai konumohe ranei.
Hanganga Anode
Ko te hanganga anode pūtau kei roto i nga rawa kauwhata, te kaihoko kawe, te whakamaroke (CMC), te here (SBR), me te kaikohi o naianei (kopa konukura), e whakaatuhia ana i te Whakaahua 7-3.
Ko te hanganga anode o te pūtau kotahi ko tetahi o nga hangarau matua o te pūtau, te tikanga e whai ake nei:
1)Raunoa anode (graphite): 94.5%.
2)Kaiwhakahaere (Carbon ECP): 1.0% (Ketjenblack).
3)Kaipii (styrene-butadiene rubber latex, SBR): 2.25%.
4)Matotoru (carboxymethyl cellulose, CMC): 2.25%.
5)Wai: Ko te ōwehenga taumaha o nga matū totoka he 1600:1417.5.
Whakatupatotanga hanga anode:
1)Ko te mana slurry viscosity anode i 5000-6000cP (te pāmahana 25 tohu).
2) Me tika te whakatika i te taumaha o te wai kia tutuki ai te hiahia pokey.
3)Kia aro nui ki te awe o te pāmahana me te haumākū i runga i te pokey.
Kauwhata: Anode rauemi hohe, te matū matua hanga i te tauhohenga anode, te nuinga wehewehea ki e rua kāwai nui: graphite tūturu me graphite horihori. Ko te matū -kore, he ngawari te poke i nga matū kore-polar, he ngawari te marara i roto i nga matū kore-polar; ehara i te mea ngawari ki te tango i te wai, kare ano hoki e ngawari ki te marara ki te wai. Ko te kauwhata poke, i muri i te mararatanga ki te wai, ka whakahiatotia ano. Ko te rahi matūriki whānui D50 ko a tawhio noa 20μm. He kanorau te ahua o te matūriki, he korikori te nuinga, he porowhita, he kirikiri, he kiko, he aha atu.
Nga mahi o te kaihoko kawe:
1)Whakapai ake te kawe o te pepa anode me te utu mo te hikohiko hiko o te rauemi kaha anode.
2)Whakanuia te hohonutanga tauhohenga me te tere whakamahi.
3) Aukati i te whakatipuranga o dendrites.
4)Whakamahia te wē-te kaha momi o nga rawa kawe ki te whakanui ake i te atanga tauhohenga me te whakaiti i te polarization (ka taea te taapiri, kaore ranei i runga i te tohatoha rahi matūriki kauwhata).
Tāpiritanga: Whakaitihia nga tauhohenga e kore e taea te huri, te whakanui i te kaha hononga me te slurry viscosity, me te aukati i te parataiao slurry.
Maenei whakamaroke/anti-whakatau (CMC): He pūhui rāpoi teitei, he ngawari te whakarewa ki te wai me te whakarewa polar.
Isopropanol: He matū polar ngoikore; i muri i tua atu, ka taea e ia te whakaiti i te polarity o te otinga here, te whakapai ake i te hototahi i waenga i te graphite me te otinga here; he kaha te paheketanga; ngawari ki te whakakoi i te whiti-hononga o te kupenga here me te whakapai ake i te kaha hononga.
Ethanol: He matū polar ngoikore; i muri i tua atu, ka taea e ia te whakaiti i te polarity o te otinga here, te whakapai ake i te hototahi i waenga i te graphite me te otinga here; he kaha te paheketanga; he ngawari ki te whakakoi i te whiti raina-te hono o te kaapiri me te whakapai ake i te kaha hono (he rite tonu nga mahi o te isopropanol me te waihano; ina hanga papatipu-, ka whakaarohia nga mea utu hei whiriwhiri ko wai hei taapiri).
-Taupiri wai (SBR): Ka herea te kauwhata, te kaihoko kawe, te taapiri, me te konumohe parahi, te mata parahi ranei; ngota ngota whakaehunga mekameka raina, he tino memeha ki te wai me nga whakarewa polar.
Te wai kua whakakorehia (te wai maturu ranei): Ko te waimeha, ka tapirihia ki te rahinga e tika ana, ka taea te whakarereke i te rere o te slurry.
Ripa Anode: He mea hanga ki te pepa parahi, ki te takai parahi ranei.
