Lithium-ion rafhlöður eru mikið notaðar á ýmsum sviðum vegna mikillar orkuþéttleika, langrar endingartíma og umhverfisvænni. Rafskautaskautslausnin er einn af lykilþáttum litíumjónarafhlöðu, sem hefur áhrif á afköst og öryggi rafhlöðunnar. Þess vegna er mikilvægt að skilja undirbúningsferlið og varúðarráðstafanir fyrir rafskautsupplausn.
Undirbúningsferlið fyrir rafskautslausnina má skipta í fjögur þrep: undirbúningur hráefnis, blöndun, húðun og þurrkun.
Hráefnin fyrir rafskautslausnina eru aðallega virk efni, leiðandi efni, bindiefni og leysiefni. Virku efnin eru aðal uppspretta litíumjóna og rafeinda í rafhlöðunni, svo sem grafít, sílikon, tin og málmblöndur þeirra eða samsett efni. Leiðandi efnin eru notuð til að bæta rafleiðni slurrysins og rafskautsins, svo sem kolsvart, grafen og kolnanórör. Bindiefnin eru notuð til að tengja virku efnin og leiðandi efni saman og festa þau við straumsafnarann, eins og pólývínýlídenflúoríð (PVDF), stýren-bútadíen gúmmí (SBR) og karboxýmetýl sellulósa (CMC). Leysirnir eru notaðir til að leysa upp bindiefnin og stilla seigju slurrys, svo sem N-metýl-2-pýrrólídón (NMP), vatn og etanól.
2. Blöndun
Blöndunarskrefið er að dreifa virku efnum, leiðandi efni og bindiefni jafnt í leysinum til að mynda einsleita grugglausn. Blöndunaraðferðin getur verið vélræn hræring, úthljóðdreifing eða kúlumölun. Blöndunartíma, hraða og hitastig ætti að vera stjórnað í samræmi við eiginleika hráefnisins og æskileg gæði slurrys. Blöndunarskrefið er mikilvægt til að ná góðri dreifingu, viðloðun og einsleitni húðunar grugglausnarinnar.
3. Húðun
Húðunarskrefið er að setja slurry á málmþynnu (venjulega kopar) sem straumsafnara með því að nota húðunarvél. Húðunaraðferðin getur verið rakablað, rifamót eða úðahúð. Húðþykkt, hraða og þrýstingur ætti að stilla í samræmi við eiginleika slurrysins og kröfur rafskautsins. Húðunarskrefið er nauðsynlegt til að ákvarða massahleðslu, porosity og formgerð rafskautsins.
4. Þurrkun
Þurrkunarskrefið er að fjarlægja leysiefnið úr húðuðu gróðurlausninni með því að nota þurrkofn eða heitt loftblásara. Þurrkunarhitastig, tími og andrúmsloft ætti að vera fínstillt í samræmi við tegund leysis og bindiefnis sem notað er í slurry. Þurrkunarskrefið er mikilvægt til að útrýma leifum leysis, auka viðloðun bindiefnis og bæta stöðugleika rafskauta.
Varúðarráðstafanirnar við undirbúning rafskautslausnar eru aðallega:
- Velja viðeigandi hráefni í samræmi við frammistöðukröfur rafhlöðunnar.
- Að stjórna hlutfalli virkra efna, leiðandi efna og bindiefna í samræmi við æskilega rheology og rafefnafræðilega eiginleika slurrys.
- Forðast mengun eða oxun hráefna og slurrys við geymslu og meðhöndlun.
- Sía eða afgasun slurry fyrir húðun til að fjarlægja loftbólur eða óhreinindi.
- Kvörðun húðunarvélarinnar reglulega til að tryggja nákvæma og stöðuga húðþykkt.
- Geymdu eða hertu húðuðu rafskautin á réttan hátt til að koma í veg fyrir sprungur eða flögnun.
Undirbúningur rafskautslausnar er flókið og viðkvæmt ferli sem krefst vandaðrar hönnunar og notkunar. Með því að fylgja þessum skrefum og varúðarráðstöfunum er hægt að fá hágæða rafskautaflaska fyrir litíumjónarafhlöður.
