लिथियम बैटरी स्लरी मिश्रण, कोटिंग और उसके बाद के संयोजन के उत्पादन मोर्चे पर, स्लरी अवसादन, जेलेशन (जेली जैसी स्थिरता), और कोटिंग हेड ब्लॉकेज तीन लगातार "बीमारियां" हैं जो प्रक्रिया इंजीनियरों को परेशान करती हैं। ये मुद्दे आगे चलकर इलेक्ट्रोड क्रैकिंग, फिल्म डिलेमिनेशन और बैटरी विरूपण जैसी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं। ऐसी अस्थिरताएं न केवल खराब इलेक्ट्रोड स्थिरता का कारण बनती हैं बल्कि सीधे उत्पादन उपज और क्षमता को भी नीचे ले जाती हैं।
अक्सर, हम मिश्रण प्रक्रिया या ठोस सामग्री को समायोजित करते हैं, सूत्र में एक छोटे लेकिन महत्वपूर्ण घटक - बाइंडर की महत्वपूर्ण भूमिका को नजरअंदाज करते हैं। यह आलेख बाइंडरों के सूक्ष्म तंत्र से शुरू होगा, परत दर परत जटिलताओं को उजागर करेगा, और उपरोक्त समस्याओं के लिए "वन{2}} समस्या निवारण और समाधान मार्गदर्शिका प्रदान करेगा।
I. गारा अवसादन का समाधान कैसे करें?
कारण:
(1) चयनित सीएमसी प्रकार अनुपयुक्त है। प्रतिस्थापन की डिग्री (डीएस) और सीएमसी का आणविक भार घोल स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, कम डीएस वाले सीएमसी में खराब हाइड्रोफिलिसिटी होती है लेकिन ग्रेफाइट के लिए अच्छी वेटेबिलिटी होती है; हालाँकि, यह कमजोर घोल निलंबन क्षमता प्रदान करता है।
(2) अपर्याप्त सीएमसी उपयोग, घोल घटकों को प्रभावी ढंग से निलंबित करने में विफल होना।
(3) सानने की प्रक्रिया में बहुत अधिक सीएमसी भाग लेती है, जिससे निलंबन के लिए कणों के बीच अपर्याप्त मुक्त सीएमसी उपलब्ध होती है, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर घोल की स्थिरता खराब होती है।
(4) उच्च यांत्रिक कतरनी बल या घोल पीएच में उतार-चढ़ाव के कारण एसबीआर विघटित हो सकता है, जिससे घोल अवसादन हो सकता है।
समाधान:
(1) उच्च डीएस और बड़े आणविक भार वाले सीएमसी पर स्विच करें या उसके साथ मिश्रण करें। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर उत्पादन फ़ार्मुलों में WSC (कम आणविक भार, कम डीएस, अच्छा ग्रेफाइट वेटेबिलिटी, कमजोर निलंबन) और CMC2200 के संयोजन का उपयोग करने से घोल स्थिरता में काफी सुधार हो सकता है।
(2) सीएमसी खुराक बढ़ाना घोल स्थिरता को बढ़ाने के लिए सबसे प्रभावी साधनों में से एक है, लेकिन प्रक्रिया क्षमता और बैटरी के कम तापमान प्रदर्शन को ध्यान में रखते हुए एक संतुलन पाया जाना चाहिए।
(3) गूंधने में शामिल सीएमसी की मात्रा को कम करने और मुक्त सीएमसी की सामग्री को बढ़ाने से घोल की स्थिरता में कुछ हद तक सुधार हो सकता है।
(4) घोल प्रणाली में एसबीआर जोड़ने के बाद, विघटित होने से रोकने के लिए ग्रहीय मिक्सर की सरगर्मी गति को कम करें।
अनुकूलित घोल मिश्रण प्रक्रियाओं के लिए हमारी बैटरी उपकरण अनुकूलन सेवाओं का अन्वेषण करें।
द्वितीय. निस्पंदन के दौरान फ़िल्टर में रुकावट - क्या करें?
कारण:
(1) सक्रिय सामग्रियों का खराब गीलापन, जिससे अपर्याप्त फैलाव होता है।
(2) एसबीआर डिमल्सीफिकेशन के कारण निस्पंदन विफलता हो रही है।
समाधान:
(1) फैलाव में सुधार के लिए सानने की प्रक्रिया अपनाएं।
(2) घोल प्रणाली में एसबीआर जोड़ने के बाद, विघटन को रोकने के लिए सरगर्मी की गति कम करें।
तृतीय. स्लरी जेलेशन को कैसे संभालें?
कारण:जेलेशन मुख्य रूप से दो श्रेणियों में आता है: भौतिक जेल और रासायनिक जेल।
(1) भौतिक जेल: कैथोड सक्रिय सामग्री, प्रवाहकीय कार्बन ब्लैक (एसपी), या नमी को अवशोषित करने वाले विलायक एनएमपी, या अत्यधिक पर्यावरणीय आर्द्रता के कारण होता है। कण PVDF पॉलिमर श्रृंखलाओं से घिरे होते हैं। जब पानी की मात्रा सीमा से अधिक हो जाती है, तो श्रृंखला की गति बाधित हो जाती है, जिससे अंतर-श्रृंखला उलझाव, घोल की तरलता कम हो जाती है और जमाव हो जाता है।
(2) रासायनिक जेल: उच्च {{1} }निकल या उच्च क्षारीय सक्रिय सामग्री के प्रसंस्करण या भंडारण के दौरान उत्पन्न होने की संभावना। बुनियादी अवशेषों द्वारा बनाए गए उच्च पीएच वातावरण में, पीवीडीएफ पॉलिमर बैकबोन आसानी से डीहाइड्रोफ्लोरिनेशन (एचएफ की हानि) से गुजरता है, जिससे दोहरे बंधन बनते हैं। विलायक में मौजूद पानी या एमाइन इन दोहरे बंधनों पर हमला कर सकते हैं, जिससे क्रॉसलिंकिंग हो सकती है। इससे उत्पादन क्षमता गंभीर रूप से कम हो जाती है और बैटरी का प्रदर्शन ख़राब हो जाता है। आम तौर पर, सक्रिय सामग्री की बढ़ती क्षारीयता के साथ जमाव खराब हो जाता है।
समाधान:
(1) भौतिक जेल: कच्चे माल और पर्यावरण में नमी का कड़ाई से प्रबंधन करके और घोल भंडारण के दौरान उचित सरगर्मी गति को नियोजित करके नियंत्रण।
(2) रासायनिक जेल: निम्नलिखित तरीकों से कम किया जा सकता है:
* अधिशोषित पानी को हटाने के लिए सक्रिय सामग्रियों और प्रवाहकीय कार्बन को फैलाव से पहले सुखाएं; उच्च शुद्धता एनएमपी का उपयोग करें।
* मिश्रण प्रक्रिया के दौरान पर्यावरणीय आर्द्रता को सख्ती से नियंत्रित करें।
* स्रोत एनसीएम सामग्री कम सतह मुक्त ली से कम क्षारीयता के साथ।
* एंटी{0}}जेल पीवीडीएफ विकसित करें। विकास रणनीति में -CH2-CF2- इकाई में H/F को बदलने के लिए अन्य मोनोमर इकाइयों (उदाहरण के लिए, विनाइल ईथर, हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन, टेट्राफ्लुओरोएथिलीन) को ग्राफ्ट करना शामिल है, जिससे निरंतर HF हानि को रोका जा सके और क्रॉस-लिंकिंग साइटों को कम किया जा सके।
* गैर -पीवीडीएफ कैथोड बाइंडर्स विकसित करें। चूंकि उपरोक्त विधियां पीवीडीएफ डिहाइड्रोफ्लोरिनेशन को पूरी तरह से रोक नहीं सकती हैं, अत्यधिक क्षारीय कैथोड (उच्च -निकल, एनसीए) या कार्यात्मक योजक (क्षारीय Li2CO3) का उपयोग करते समय जोखिम बना रहता है। वैकल्पिक बाइंडर्स विकसित करने का उद्देश्य इस समस्या को पूरी तरह से हल करना है।
विशेष बाइंडरों सहित हमारी उन्नत बैटरी सामग्रियों के बारे में जानें।
चतुर्थ. खराब लेपित इलेक्ट्रोड उपस्थिति (क्रैकिंग)
कारण:
(1) बाइंडर में उच्च ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) होता है, जिससे इसकी फिल्म का तापमान कोटिंग तापमान से अधिक हो जाता है। कठिन फिल्म निर्माण से इलेक्ट्रोड में दरार आ जाती है।
(2) पानी आधारित बाइंडर्स में, इलाज के दौरान पानी की कमी के दौरान गंभीर सिकुड़न समग्र इलेक्ट्रोड क्रैकिंग का कारण बन सकती है, उदाहरण के लिए, जलीय पीएए सिस्टम में।
उदाहरण: पॉलीएक्रेलिक एसिड पॉलिमर खराब लचीलेपन के साथ कठोर होते हैं। इलेक्ट्रोड निर्माण के दौरान, बड़े क्षेत्र में कर्लिंग और क्रैकिंग हो सकती है, जिससे कोटिंग और वाइंडिंग में बहुत कम उत्पादन उपज हो सकती है।
पीएए इलेक्ट्रोड प्रसंस्करण के दौरान कर्लिंग और क्रैकिंग दिखा रहा है
समाधान:
(1) यदि खराब कोटिंग उपस्थिति बाइंडर की उच्च फिल्म बनाने वाले तापमान के कारण है, तो कम फिल्म बनाने वाले तापमान वाले बाइंडर पर स्विच करें।
(2) जलीय पीएए प्रणालियों के लिए, ईसी को प्लास्टिसाइज़र के रूप में जोड़ने से इलेक्ट्रोड क्रैकिंग में सुधार करने में काफी मदद मिलती है।
मैंड्रेल परीक्षण बेहतर इलेक्ट्रोड लचीलेपन को प्रदर्शित करता है
वी. खराब लेपित इलेक्ट्रोड उपस्थिति (बुलबुले)
कारण:
(1) सीएमसी में अघुलनशील फाइबर कोटिंग के दौरान दानेदार बुलबुले पैदा कर सकते हैं।
(2) एसबीआर में अत्यधिक इमल्सीफायर। इमल्सीफायर्स सर्फेक्टेंट की तरह काम करते हैं, बुलबुले की सतह के तनाव को स्थिर करते हैं और बुलबुले को हटाने से रोकते हैं।
इमल्सीफायर स्थिरीकरण फोम
समाधान:
(1) कम अघुलनशील सामग्री वाले सीएमसी का उपयोग करें, उदाहरण के लिए, कुछ ईवी उत्पादन फ़ार्मुलों में सीएमसी2200 को एमएसी500 से बदलना।
(2) प्रयुक्त एसबीआर में इमल्सीफायर की मात्रा कम करें।
VI. उच्च तापमान पर बैटरी गैसिंग?
कारण:जब बहुलक अणुओं में कई ध्रुवीय कार्यात्मक समूह होते हैं, तो वे नमी को अवशोषित करते हैं। यह नमी उच्च तापमान भंडारण के दौरान लिथियम आयनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है, जिससे हाइड्रोजन गैस उत्पन्न हो सकती है।
समाधान:कोशिका के भीतर नमी की मात्रा को नियंत्रित करें और/या उच्च{{0}तापमान, उच्च{2}अवस्था{{3}आवेश (एसओसी) निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करें।
उदाहरण:एसडी-3 बाइंडर का उपयोग करने वाली कोशिकाओं में 85 डिग्री भंडारण के दौरान गैस बनने के कारण महत्वपूर्ण सूजन देखी गई। 100 पीपीएम से कम सेल नमी को नियंत्रित करके और उच्च एसओसी गठन प्रक्रिया का उपयोग करके, उच्च तापमान भंडारण समस्या में उल्लेखनीय सुधार हुआ था।
सातवीं. उच्च तापमान पर साइकिल चलाने पर तीव्र क्षमता फीकी पड़ जाती है?
कारण:
(1) उच्च तापमान पर बाइंडर की अत्यधिक सूजन, कणों के बीच निरंतर प्रवाहकीय नेटवर्क को बाधित करती है।
(2) उच्च तापमान पर बाइंडर की खराब स्थिरता, जिससे ली के साथ विघटन या रासायनिक प्रतिक्रिया होती है।
(3) इलेक्ट्रोलाइट के उच्च तापमान के संपर्क में आने के बाद, बाइंडर की ताकत कम हो जाती है, जो साइकिल चलाने के दौरान सक्रिय सामग्री के चूर्णीकरण को प्रभावी ढंग से दबाने में विफल हो जाती है।
समाधान:
(1) उच्च टीजी वाले बाइंडरों का चयन करें या मिश्रण करें, उच्च तापमान सूजन क्षति को कम करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के साथ उनकी आत्मीयता को उचित रूप से कम करें।
(2) बड़े साइक्लिंग विस्तार वाले सिलिकॉन एनोड सामग्रियों के लिए, साइक्लिंग के दौरान सिलिकॉन कणों के टूटने और चूर्णीकरण को प्रभावी ढंग से दबाने या कम करने के लिए पीए/पीआई/पीएआई प्रकार जैसे उच्च मॉड्यूलस बाइंडर्स का उपयोग करें।
आठवीं. बैटरी के ख़राब होने का खतरा?
कारण:जब पॉलिमर बाइंडर बहुत कठोर होता है, तो यह इलेक्ट्रोड के भीतर महत्वपूर्ण आंतरिक तनाव पैदा करता है। चार्ज/डिस्चार्ज चक्र के दौरान, इस आंतरिक तनाव के जारी होने से इलेक्ट्रोड में घुमाव और विरूपण हो सकता है, जिससे अंततः बैटरी विरूपण हो सकता है।
समाधान:आंतरिक इलेक्ट्रोड तनाव को कम करने के लिए प्लास्टिसाइज़र जोड़ें।
उदाहरण:बीआई-4 बाइंडर ने सीई में उत्कृष्ट गतिज प्रदर्शन दिखाया लेकिन गंभीर बैटरी विरूपण का कारण बना। इसे कम करने के लिए, घोल मिश्रण के दौरान 2wt% EC एडिटिव पेश किया गया था। ईसी, एक छोटा अणु प्लास्टिसाइज़र, इलेक्ट्रोड सुखाने के दौरान पूरी तरह से अस्थिर हो जाता है, इस प्रकार विरूपण समस्या में काफी सुधार करते हुए सेल विद्युत प्रदर्शन पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है।
निष्कर्ष
यद्यपि बाइंडर्स इलेक्ट्रोड सूत्र की "समुद्र में एक बूंद" मात्र हैं, फिर भी वे स्लरी रियोलॉजी और फैलाव स्थिरता की कुंजी रखते हैं। अवसादन, जमाव, रुकावट जैसी चुनौतियों का सामना करना, और इलेक्ट्रोड क्रैकिंग और उच्च तापमान गैसिंग जैसे उनके व्युत्पन्न मुद्दों का सामना करना, एकल आयामी प्रक्रिया समायोजन अक्सर केवल लक्षणों को संबोधित करते हैं, मूल कारण को नहीं। केवल बाइंडर की आणविक संरचना, विघटन विशेषताओं और सक्रिय सामग्रियों के साथ बातचीत को गहराई से समझकर ही हम "बीमारी" की सटीक पहचान कर सकते हैं और सही उपचार बता सकते हैं। हमें उम्मीद है कि इस लेख में प्रदान किया गया दृष्टिकोण आपके घोल प्रणाली को अनुकूलित करने, प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करने और इलेक्ट्रोड निर्माण की गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए मूल्यवान तकनीकी संदर्भ प्रदान करता है।
टीओबी नई ऊर्जा के बारे में
टीओबी न्यू एनर्जी बैटरी उद्योग और अनुसंधान एवं विकास क्षेत्रों के लिए व्यापक समाधानों का एक प्रमुख प्रदाता है। हम आपके विशिष्ट बजट और आउटपुट आवश्यकताओं के अनुरूप अंत तक बैटरी उत्पादन लाइनें, पायलट लाइनें और प्रयोगात्मक लाइनें प्रदान करने में विशेषज्ञ हैं। हमारी सेवाओं में डिज़ाइन और सुविधा निर्माण से लेकर उपकरण चयन, आपूर्ति, स्थापना, कमीशनिंग और स्टाफ प्रशिक्षण तक सब कुछ शामिल है।
हम अत्याधुनिक बैटरी प्रौद्योगिकी समर्थन की पेशकश करने पर गर्व करते हैं, जिसमें सॉलिड{1}स्टेट बैटरी, सोडियम{2}आयन बैटरी, लिथियम{33}सल्फर बैटरी और ड्राई इलेक्ट्रोड तकनीक में विशेषज्ञता शामिल है। बैटरी विशेषज्ञों की हमारी समर्पित टीम क्षमता, दर क्षमता, चक्र जीवन और सुरक्षा में उत्पाद प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए तकनीकी मार्गदर्शन प्रदान करती है।
इसके अलावा, हम आपके अनुसंधान और विकास प्रयासों का समर्थन करने के लिए उन्नत बैटरी सामग्री के एक व्यापक पोर्टफोलियो के साथ-साथ प्रयोगशाला से पायलट तक बड़े पैमाने पर उत्पादन तक सभी चरणों के लिए अनुकूलित उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला की आपूर्ति करते हैं। अपनी सभी बैटरी विनिर्माण और अनुसंधान एवं विकास आवश्यकताओं के लिए टीओबी न्यू एनर्जी पर भरोसा करें।
आज ही हमसे संपर्क करेंइस बात पर चर्चा करने के लिए कि हम आपके नवाचार को कैसे सशक्त बना सकते हैं।
