登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
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。
(来源:微信公众号“锂电前沿”作者:小小锂博士)
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
常用的正极材料例如LiCoO2、LiMn2O4、Li(NiCoMn)O2和LiFePO4等硬度比较高,因此在压实过程中塑性变形不明显,更多的是发生了颗粒的重新排布。但是对于石墨负极来说,石墨的颗粒相对比较软,因此在碾压过程中会发生塑性变形。如压实后的电极SEM照片所示(见下图)。a图中正极材料经过碾压后仍然保持原来的球型形貌,而负极材料的颗粒发生了明显的形变,因此负极碾压需要考虑石墨材料在碾压过程中发生的形变。
如果假设活性物质颗粒在压实过程中不会被破坏,只是影响颗粒之间的空隙大小。根据上述假设Dong Hyup Jeon教授验证了正极和负极材料在0%、10%、20%、30%和40% 五种不同压实比例下的电极结构(如下图所示),在压实过程中活性物质颗粒的体积是保持不变的,但是电极之间的空隙体积会持续的降低。在压实过程中正极活性物质颗粒形貌无明显改变,而石墨负极在碾压过程中碾压比例较高时活性物质颗粒从球形转变为椭圆形。
上图为正极极片、下图为负极极片
在不同的碾压比例下正极和负极孔隙率的变化如下图所示,正极和负极电极在未碾压是孔隙率约为40%,当压实密度提高时,电极密度下降很快,当电极的碾压厚度达到40%以后,电极的孔隙率就可以认为不存在了。但是LBM模型预测值却要明显高于0,这主要是因为LBM模型是一个二维模型,在二维模型中,活性物质颗粒之间会发生重叠,这也是该模型失真的地方。由于碾压后正极材料无明显变形,负极则发生了塑性形变,所以在相同的压实密度下正极的孔隙率要高于负极。
电解液在电极的浸润过程过程可以分为:
1、首先电解液开始进入电极
2、电解液沿着电极和隔膜进行扩散
3、电解液沿隔膜扩散速度较快,电解液再从隔膜向电极内部进行扩散
采用LBM模型可以模拟不同压实比例的正极电极的电解液浸润特性,在下图中,蓝色表示电解液,浅灰色表示电极内部的间隙。a图中没有碾压的正极材料中电解液扩散到了大部分间隙位置,仅有电极中间部分和尾部留有少量的空白。而当电极压实密度10%后,从隔膜的扩散的电解液没有扩散到达正极的底部。随着压实密度的继续提高,正极中的蓝色区域越来越少,表明电解液在电极中的扩散也越来越困难。
对于正极电极在面垂直方向上,电极中的电解液随着距离电极表面的距离增加出现明显的降低。其中没有碾压的电极减少趋势较慢,电极表面电解液的浸润情况良好。当压实密度的提高时,电解液饱和度下降非常明显,说明压实密度对于电解液的浸润性有较大影响。
对于负极电极,可以从图中看出没有碾压的负极浸润较好,电解液从隔膜扩散到电极的底部。但是当进行碾压后,电极的浸润能力就出现明显的降低。因为碾压后出现塑性变形的石墨颗粒出现了大量的盲孔,影响了电解液在电极内的扩散。
对比相同的碾压比例下正极和负极电解液饱和度,可以看出负极电解液在扩散更加困难,这和前面的分析的结果时一致的。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星电池网获悉,11月2日,电解液龙头企业天赐材料通报称,公司位于广东广州黄浦区的厂区车间发生火灾,根据公告,现场无人员受伤。天赐材料表示,此次火情事件不涉及电解液及其他电池材料产品和业务,经公司初步评估,预计对公司生产经营影响较小。
新能源汽车市场的蓬勃发展,正推动着动力电池制造业迈向新的高峰,电解液作为动力电池的核心材料之一,需求量亦随之飙升,其装卸和转运效率显得愈发重要,甚至成为影响整个生产链流畅度和响应速度的重要因素。电解液转运过程中,从电解液厂灌装到电池厂卸料,通常采用“槽车或吨桶+快速接头”的组合方
去年以来,受电解液市场的供需不平衡影响,产品市场价格经过了较大幅度的下跌。同时,受下游需求不足导致开工率降低等因素影响,电解液行业普遍处于盈利周期底部承压状态,竞争持续激烈。从业绩方面来看,今年上半年新宙邦实现营业收入35.82亿元,同比增长4.35%;归母净利润4.16亿元,同比下降19.54%。
北极星储能网获悉,9月10日,黑龙江省工业和信息化厅公开征求《黑龙江省钒产业发展规划(2024—2030年)(征求意见稿)》意见建议。文件指出,规划以近期目标(2024—2026年)为重点,确保相关目标和任务得到全面落实;兼顾中长期发展(2027—2030年),引领全省钒产业持续进步。到2026年,建成双鸭山
北极星储能网获悉,9月12日,四川攀枝花市钒钛高新区管委会与四川发展兴欣钒能源科技有限公司签订战略合作框架协议。川发兴能公司将在钒钛高新区投资建设12万立方米/年短流程钒电解液制备产线,打造国内规模最大的钒电解液生产基地。据了解,近年来,钒钛高新区深入实施工业强市战略,积极招引钒电池储
四川攀枝花市发展改革委以因地制宜培育发展新质生产力为重要着力点,推动攀西试验区高质量发展。一是抓创新强动能。坚持高能级创新平台与高水平科技攻关“双轮驱动”,提升攀西试验区创新能力。累计建成43个国省级创新平台,2024年钒钛新材料中试研发平台纳入四川省首批中试平台名单,攀西试验区专项攻
北极星电池网获悉,8月26日天际股份公告称,2024年8月24日上午10时左右,全资子公司江苏新泰材料科技有限公司三个车间中的二车间四楼电气线路短路发生局部火灾事故,但主体设备和金属管道基本未受损,且火势于当天上午11时左右扑灭。据悉,天际新能源科技股份有限公司,主要从事电解液材料六氟磷酸锂及
北极星电池网获悉,7月31日,深圳新星公告称,拟以1.6亿元转让六氟磷酸锂项目一期3000吨生产线、二期2000吨生产线相关的机器设备、劳动力。据悉,深圳新星2021年规划在江西省赣州市全南县松岩工业园投资建设年产1.5万吨六氟磷酸锂建设项目,中试生产线已于2021年12月投产,一期3000吨生产线已于2022年9
受全球电动汽车市场需求增速放缓的影响,动力电池装机量增长速度也大幅回落。2023年全球动力电池装机量约为705.5GWh,同比增长38.6%。韩国市场调研机构SNEResearch发布的数据显示,今年1-5月全球动力电池装机总量达285.4GWh,同比增长仅23%。在下游需求低于预期、供给大幅增加等因素叠加下,作为锂电关
北极星电池网获悉,7月10日,广西南宁市应急管理局发布关于集中开展电池生产企业安全专项检查情况通报。南宁市应急管理局表示,韩国“6·24”电池制造企业火灾后,部分县区和电池生产企业缺乏事故防范的警惕性、紧迫感、责任感和使命感,未深入开展警示并分析研判辖区和电池生产企业内部的安全生产状况
北极星储能网获悉,钒钛股份7月5日在投资者互动平台表示,全钒液流电池具有高安全、长寿命和资源友好等优势,适合的储能功率规模区间大、易扩容,电堆、电解液相对独立,可通过增大电堆功率和电解液来提高储电量,可扩展于百兆瓦级储能电站。从近年来钒电池储能项目招投标情况来看,钒电池市场总体上呈
北极星储能网获悉,11月20日,申昊科技披露公司签订日常经营合同、控股子公司收到成交通知书的公告。公告显示,杭州申昊科技股份有限公司及控股子公司杭州申昊储能科技有限责任公司与湖南恒宇签订《购销合同》,本次签署的合同金额(含税)为人民币4,300万元整。除此之外,申昊储能近日收到中国能源建
北极星储能网获悉,在努力争取救助资金失败后,瑞典电池制造商Northvolt在美国申请破产保护。该公司周四在一份声明中表示,将根据破产法第11章寻求重组,获得约2.45亿美元的新融资。Northvolt在文件中表示,Northvolt将在重组期间继续照常运营,公司拥有约3000万美元的可用现金,但背负58.4亿美元的债
北极星储能网获悉,冠盛股份11月20日在投资者互动平台表示,浙江冠盛东驰能源科技有限公司将生产的半固态锂电池产品适宜于户用储能、工商业储能和风能太阳能等大型储能领域,在准固态锂电池技术上已有技术储备,可适用于电动飞行器、电动乘用车。
北极星储能网获悉,11月19日,河南郑州航空港经济综合实验区管理委员会印发《郑州航空港经济综合实验区关于促进锂电新能源产业发展若干措施(试行)》(以下简称《方案》)的通知。《措施》指出,支持重大项目建设。针对锂离子电池正负极材料、隔膜、电芯模组、储能变流器、电池管理系统、系统集成等环
传统旺季“金九银十”已过,而锂电产业的高景气度得以延续,并且出现结构性好转的迹象。上周,碳酸锂期货价格多次上行,主力合约2501一度冲高至87600元,带动其他月份合约集体升高至8万元区间。部分机构的碳酸锂现货报价亦同步回弹,由雅保举办的最新一批碳酸锂现货拍卖,以83400元/吨的价格成交。按照
北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
北极星储能网获悉,11月19日,宁德时代动力型锂电池铁路试运首发仪式在贵阳、宜宾两地同时举行。这是全国首例锂电池铁路运输,中国动力锂电池铁路运输实现“零的突破”。此前,动力锂电池铁路运输尚未在国内开放,符合中国国家铁路集团标准、高安全的动力锂电池产品,是实现铁路运输零突破的关键。据了
北极星储能网获悉,11月15日,上海市经济和信息化委员会等印发《上海市加快培育材料智能引擎发展专项方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,定位更轻的合金、更高效的太阳能电池、更安全的锂电池材料、更快的晶体管等前景方向,谋划“研试产用”全链条应用场景,推进“人工
北极星储能网获悉,日前,有投资者在投资者互动平台提问德尔股份:目前大量涉及电池行业的公司都对固态电池的研发和推广进行了布局。有的已推出了半成品和验证品。因此,谁能在这一领域率先实现产品的定型和量产,那么就具有绝对的先发优势,这对公司的市场占有率、业绩和股价都将产生深远和重大的影响
北极星储能网获悉,11月15日,工业和信息化部、生态环境部、应急管理部与国家标准化管理委员会四部门印发《国家锂电池产业标准体系建设指南(2024版)》。文件指出,锂电池产业是推动新型智能终端、电动交通工具、新能源储能等产业发展的中坚力量,也是推广新型储能、发展未来产业的重点领域。储能型锂
北极星储能网获悉,10月30日,湖南省工业和信息化厅发布对省政协十三届二次会议第0009号提案的答复。文件提出,下一步,我们将按照省委省政府关于“4×4”现代化产业体系建设的要求,加快推动全省稀有金属产业高质量发展。其中,着力推进有色产业结构调整。一是依托湖南在钨、铋、锑、锡等稀有金属领域
北极星储能网获悉,有投资者在投资者互动平台提问欣旺达:贵公司的固态电池,有最新的进展没?欣旺达(300207.SZ)11月14日在投资者互动平台表示,欣旺达已经通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验
北极星储能网获悉,11月5日,欣旺达在投资者互动平台表示,欣旺达已经通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验室样品制作。与此同时,针对半固态电池,欣旺达表示,欣旺达相关电池的能量密度可以至500
北极星储能网获悉,赣锋锂业9月11日在投资者互动平台表示,公司在固态电池方面开发的高比能电池能量密度达到420Wh/kg,循环寿命超过700次,并开发出能量密度达到500Wh/kg的样品,可通过200℃热箱与针刺等严苛的安全测试。
北极星储能网获悉,近日,辽宁省人民政府办公厅印发《科技引领未来产业创新发展的实施意见》(以下简称《意见》)的通知。《意见》指出,聚焦储能领域,突破本质安全高能量密度电化学储能等关键技术,研发高能量密度水系电池、液态金属电池、固态电池等先进储能产品。原文如下:辽宁省人民政府办公厅关
北极星储能网获悉,9月11日,上海市经济信息化委发布关于征集上海市低空经济产业重点项目的通知,文件明确,征集重点项目领域包括关键配套研发项目:1.先进动力配套(如高能量密度航空动力电池、高功重比航空动力电驱等)2.网联通导配套(如导航设备、通信设备、感知设备、监测设备等)3.关键系统配套
北极星储能网获悉,南都电源9月10日在投资者互动平台表示,公司将半固态技术相关专利应用于314Ah和690Ah大电芯,减少电解液用量,提高产品能量密度,增加循环次数,提高安全性能。公司690Ah的高性能储能电池利用了固态电解质技术,电解液大幅减少30%;公司20Ah全固态电池不含有液态电解质。目前公司大
北极星储能网获悉,9月2日,南都电源在投资者互动平台表示,公司自2017年开展固态电池的研制工作,并于2020年承担浙江省固态电池重点研发计划,目前固态电池产品能量密度可达350Wh/kg,循环寿命2000次,已通过热箱、短路等安全项测试,各项指标顺利完成,将于今年四季度完成项目验收。公司固态电池产品
记者28日从中国科学技术大学获悉,该校谈鹏教授和肖旭博士后在火星大气电池研究中取得重要进展——提出了一种火星电池。据介绍,该电池以火星大气成分(模拟参照火星上大气成分比例配比)作为电池反应燃料物质,可实现高能量密度和长循环性能。相关研究成果日前发表于《科学通报》(ScienceBulletin)。火
北极星储能网获悉,8月21日,广东佛山市人民政府办公室关于印发《佛山市推动低空经济高质量发展实施方案(2024—2026年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,发展与智能家电、智能机器人等产业具有关联度的智能感知终端,聚焦低空经济飞行器智能化方向,培育壮大智能感知等相关传感器产业。
北极星储能网获悉,据内部人士透露,吉利CEO淦家阅近日在吉利内部经营大会上表示,吉利在全固态电池领域取得最新进展,吉利自研全固态电池已实现20Ah标准尺寸电芯开发,全固态电芯能量密度超400Wh/kg,或将率先实现发布和量产装车。公开资料显示,近五年,吉利研发投入累计超1100亿元人民币,其中最重
北极星电池网获悉,8月1日,“太蓝新能源先进技术研究院”正式在北京顺义研发总部举行揭牌仪式。据了解,太蓝新能源目前已经实现了4C超快充半固态电池的批量生产;今年4月成功制备出世界首款超高能量密度720Wh/kg,单体容量120Ah全固态锂金属电池;开发出全球领先的氧化物-聚合物混合固态电解质材料及
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!