Sistema de triagem de intumescimento rápido in-situ para materiais de bateria de ânodo à base de silício

Sistema de triagem de intumescimento rápido in-situ para materiais de bateria de ânodo à base de silício

ESPECIFICAÇÕES

Diferentes parâmetros de modelo da série RSS

Requerimentos de instalação

1. O significado de medir o comportamento de expansão do ânodo à base de silício 

Devido às suas vantagens exclusivas, como alta capacidade específica (4200mAh/g) e recursos ricos, espera-se que o ânodo de silício (Si) substitua o ânodo de grafite e se torne o principal material de ânodo para a próxima geração de baterias de íon-lítio (LIBs). No entanto, a rápida degradação da capacidade de materiais de silício durante o processo de ciclagem dificulta seriamente as aplicações práticas. Isso se deve à expansão de grande volume do ânodo de silício de mais de três vezes durante o processo de intercalação de íons de lítio, que destruirá o sólido original interfase eletrolítica (SEI) formada na superfície dos ânodos de silício. Durante a ciclagem das LIBs, o SEI será destruído e regenerado continuamente, o que consome grande quantidade de eletrólito e resulta em uma rápida degradação da capacidade. Portanto,

Atualmente, os pesquisadores costumam usar a tecnologia de compósitos (por exemplo, "esqueleto de buffer") para compensar a expansão de volume de materiais de silício. As rotas comuns de compósitos incluem compósitos de silício-carbono, compósitos de silício-polímero, compósitos de liga à base de silício e assim por diante. Compósitos de silício-carbono são relativamente fáceis e esses dois elementos também podem ser combinados firmemente. Porque combina a alta estabilidade e condutividade de materiais de carbono, com a alta capacidade específica de sílica em materiais, os ânodos de silício-carbono podem não apenas suprimir efetivamente o expansão de volume dentro de uma faixa controlável, mas também aumenta a densidade de energia e o ciclo de vida dos LIBs. Assim, é considerado o ânodo à base de silício mais promissor para a industrialização e tem recebido muitas atenções.

Vale a pena notar que, embora a tecnologia composta possa aliviar a expansão do volume do ânodo à base de silício, ela ainda não pode resolver fundamentalmente o problema da expansão. Com o aumento do teor de silício no ânodo à base de silício, a expansão de volume também se torna mais significativa. Portanto, tem grande importância para a pesquisa e fabricação de ânodos à base de silício se o comportamento de expansão de volume dos ânodos à base de silício puder ser rapidamente avaliado durante o carregamento e descarregamento.

2. Métodos de teste tradicionais

3. Introdução da triagem de expansão rápida in situ para ânodo à base de silício

características do produto

Caracterização in-situ da alteração da espessura de expansão do sistema à base de silício.

Quatro canais para testar várias células simultaneamente.

Adequado para células com várias estruturas: célula tipo moeda, célula empilhada e célula tipo bolsa, etc.

Interface de operação visual, um clique para exportar os dados.

4. Aplicação

1. Teste de expansão in-situ do modelo de célula tipo moeda:

Parâmetros da célula: Coin Full coin cell (NCM811 / SiC), com capacidade de cerca de 3 mAh

Parâmetros experimentais: Três amostras paralelas, carbonizando e descarregando por três ciclos e registrando de forma síncrona a espessura de expansão dessas três células de moeda completas.

Resultado experimental:

A célula de moeda cheia se expande / encolhe com o processo de carga / descarga, e o ponto de inflexão da curva de tensão nos três ciclos é altamente consistente com o ponto de inflexão da curva de expansão de espessura, indicando que a curva de espessura de expansão pode efetivamente refletir a mudança de volume dos eletrodos causados ​​pela intercalação/desintercalação de íons de lítio. foi de apenas 0,6%, indicando a boa consistência do ciclo da célula modelo moeda.

Nota: COV (Coeficiente de Variação) = (desvio padrão, sigma) / (média)

2. Teste de expansão in-situ de células laminadas multicamadas:

Parâmetros da célula: Célula empilhada multicamadas (NCM811 / SiC), com capacidade de cerca de 400 mAh;

Parâmetros experimentais: Três amostras paralelas, teste de forma síncrona a taxa de expansão de espessura a uma pressão constante de 0,1 MPa

Resultado experimental:

A célula empilhada multicamada se expande/contrai com o processo de carga/descarga, e as curvas de expansão de espessura de três amostras paralelas mantêm boa repetibilidade para ambos os dois ciclos. A taxa de expansão máxima é de cerca de 12,5% e a espessura de expansão COV de três amostras paralelas é de 1,4%, indicando uma boa concordância entre as amostras paralelas.

3. Teste de expansão in-situ da célula em forma de bolsa:

Parâmetros da célula: Célula tipo bolsa multicamada com estrutura de enrolamento (NCM811 / SiC), capacidade de cerca de 400 mAh;

Parâmetros experimentais: taxa de expansão de espessura de teste de forma síncrona a uma pressão constante de 0,1 MPa.

Resultado experimental:

A célula da bolsa multicamada se expande/contrai com o processo de carga/descarga, e as curvas de expansão de espessura de três amostras paralelas mantêm boa repetibilidade para ambos os dois ciclos. Quando a célula da bolsa está totalmente carregada, a taxa de expansão máxima correspondente é de cerca de 4,3% e a espessura de expansão COV entre os três grupos de baterias é de 1,9%, indicando que a consistência entre essas três amostras paralelas.

EXPOSIÇÃO DO PRODUTO

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