电解液浸润性和电极压实密度的关系
导读:压实密度是锂电池电极生产过程中一个重要指标。压实密度越高,锂电池在单位体积可以装入更多的电极,同时还可以提高活性物质在锂电池总理论的占比,因此不仅可以提升电池的体积能量密度,同时还可以提高锂电池的质量能量密度。但是,极片压实密度并不是越高对锂电池性能越好。因为当压实密度和电极的孔隙率成反比,压实密度越大,材料颗粒之间的挤压程度会越大,极片的孔隙度就会越小,极片的吸收电解液的性能就会越差,电解液越难以浸润,那么直接的后果就的材料的比容量发挥较低,电池的保液能力较差,电池循环过程中极化就大,衰减就会较大,内阻增加也尤为明显。因此选择合适的压实密度,优化锂离子电池的综合性能就显得尤为重要。
韩国首尔大学的SangGun Lee和Dong Hyup Jeon教授就利用多相网格玻尔兹曼方法(LBM)对电解液在电极中的扩散的动力学特性进行过相应研究,结果表明过度提高电极的压实密度会导致电极的浸润性显著下降,特别是达到某一限度时,电解液在垂直电极方向上的浸润下降非常明显,注入的电解液主要聚集到电极表面和隔膜上。负极材料由于碾压过程中颗粒变形较大,因此相比于正极在相同的碾压比例下负极的浸润性更差。
LBM来源于对理想气体的研究,LBM模型中的颗粒采用分布函数模拟:
其中:f表示在位置x和时间t的位置发现颗粒的可能性
常用的正极材料例....
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