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電極的潤濕性——鋰離子電池中的電極壓延
檢測樣品:鋰離子電池
檢測項目:電極壓延
方案概述:壓延是鋰離子電池電極常見的壓實工藝。壓延的目的是減少電極的孔隙率,進而改善顆粒接觸,從而提高電池的能量密度。壓延將顯著影響孔隙結構,從而也影響電極的潤濕性。
作者:Susanna Laurén,Biolin Scientific
壓延是鋰離子電池電極常見的壓實工藝。壓延的目的是減少電極的孔隙率,進而改善顆粒接觸,從而提高電池的能量密度。壓延將顯著影響孔隙結構,從而也影響電極的潤濕性。
電極材料的潤濕性
電極材料與電解質溶液的潤濕性是高性能鋰離子電池發展的挑戰之一。多孔電極的電解液潤濕不足,導致電極反應不規則,固體-電解質界面膜形成不穩定。這可能會降低電池性能并導致不良的循環壽命。此外,不完全潤濕會導致金屬鋰枝晶的形成,從而導致嚴重的安全問題。未潤濕的活性物質也會導致電極容量利用不足,增加電極電阻。
用張力儀測定潤濕速率
電解質對電極的潤濕可以用張力儀測量潤濕速率來研究。測量基于Washburn方法,將多孔樣品浸入液體中,并使用高靈敏度的天平記錄質量攝取與時間的函數。

該方法已被用于確定壓延對鋰離子電池電極潤濕性的影響,測量了壓延過程中不同厚度電極膜對電解質的吸收量,記錄質量攝取與時間的函數。
適度的壓延已被證明可以改善電極材料的潤濕性,因為顆粒的排列和孔隙網絡發散度的增加。如果壓延超過水平,電極的潤濕性將隨著孔徑變小和孔隙率降低而降低。
壓延影響表面粗糙度
壓延工藝改變了電極的表面結構。表面粗糙度對潤濕性有明顯的影響,因為表面粗糙度增強了表面化學的作用。如果表面在化學上是親水的,那么粗糙度會使表面更加親水。因此,測量表面粗糙度和接觸角可以更深入地了解表面的潤濕性。
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