Lithium-gebaseerde batterijtechnologieën voor elektrische voertuigen gebruiken lithium-ionen als ladingsdrager. Afhankelijk van de technische eisen van de toepassing wordt lithium gebruikt met verschillende chemieën, zoals grafiet voor de anode en nikkel-, mangaan- of kobaltoxiden voor de kathode. Al deze materialen hebben goede lithium-insertie- of intercalatie-eigenschappen, waardoor grote hoeveelheden energie kunnen worden opgeslagen.
Elk productie- en fabricageproces van oplaadbare lithium-ionbatterijen begint met de productie van de suspensie die de zogenaamde “elektrodeslurry” wordt.
Deze suspensie is een mengsel van actief materiaal, geleidende additieven, een oplosmiddel en een polymeerbinder. Deze materialen moeten allemaal worden gemengd in een mengvat met een goed geselecteerde roermachine.
Om de urgentie van de juiste keuze van het roerwerk te verklaren, moeten we eerst het belang van de elektrodeslurry zelf uitleggen.
Wat is elektrodeslurry?
In principe bestaat de elektrodeslurry uit elektrodematerialen gedispergeerd in een organisch oplosmiddel.
De elektrodeslurry, eenmaal voorbereid voor de volgende stap, wordt gecoat met koper en aluminiumfolie, gedroogd en gekalendeerd.
Deze folie samen met de aangebrachte slurry zal fungeren als kathode en anode.
Elektrodeslurrymaterialen en hun rol
Actief materiaal: Reacterende lithiumionen
NMP-oplosmiddel: Om polyvinylidienfluoride (PVDF) op te lossen, wat het vaakst voorkomt
gebruikte bindmiddel in de kathode slurryformulering
Geleidende toevoegingen: Dient om de geleidbaarheid van elektronen te bevorderen
Polymeerbinder: Dient om actief materiaal en geleidende toevoegingen te binden.
Voor Ion-Litiumbatterijen met hoge capaciteit is het noodzakelijk het aandeel geleidende additieven te verminderen en de verhouding van actief materiaal te verhogen. Het is echter ook belangrijk om voldoende elektronengeleiding te hebben om de interne weerstand van de batterij te verminderen, en er is een matige hoeveelheid geleidende additieven nodig. Dit maakt het belangrijk om de afwijking van het actieve materiaal en de geleidende additieven te optimaliseren.
Effect van materiaaldispersie van elektrodeslurry op lithium-ionbatterijen
Dispersibiliteit van actieve materialen en geleidende additieven in elektrodeslurry is van zeer groot belang. Laten we elk materiaal eens nader bekijken.
Actief materiaal
Het zorgen voor contact van de elektrolyt met het oppervlak van elk actief materiaaldeeltje verhoogt de ionenreactie. Dit helpt om de batterijcapaciteit te vergroten.
Geleidend additief
Als de elektrodeslurry slecht gemengd is, zal het geleidende additief niet goed genoeg dispergeren.
Omgekeerd zal bij een te sterke menging de gevormde elektriciteitsstroom worden vernietigd en kan geen goede elektronengeleiding worden verkregen.
Wanneer de oplaadbare lithium-ionbatterij wordt geassembleerd zonder dat het actieve materiaal en de geleidende additieven worden verspreid, wordt de lading geconcentreerd, wat ongewenst is omdat het niet-uniforme reacties van de batterij veroorzaakt.
De afbeeldingen laten zien hoe de agglomeratie wordt gevormd wanneer het juiste mengtype wordt gekozen
Het belang om het juiste type mengkraan te kiezen is zoals altijd afhankelijk van de volgende criteria:
- Volumegrootte van de slurrycomponenten
- Mogelijkheden van de slurrycomponenten
- Geometrie van het vat
- Oriëntatie van de doseersproeiers voor de slurrycomponenten
- Correcte temperatuur- en drukregeling
- Selectie van de juiste mengelementenopstelling
- Juiste snelheid om voldoende turbulentie en stroming in het mengvat te verkrijgen
- Mechanische betrouwbaarheid tijdens het hele mengproces
Om het mengproces te controleren, raadt Jongia aan sensortechnologie toe te passen waarmee eenvoudig parametrische gegevens kunnen worden uitgelezen voor de controlekamer in de batterijfabriek.
De mengeenheid moet gedurende het gehele mengproces draaien, dat kan een batchgecontroleerde procedure of een continu mengproces zijn.
De keuze van het juiste mengelement
Jongia Mixing Technology beschikt over een breed scala aan expertise voor veel ophangingen, voor oplossen en voor continu bewegen, zoals schroeven, hydrofoils, tegenstroom- en zaagbladmengelementen. Omdat de combinatie van bovenstaande criteria van zo’n belang is, wordt er geen typisch één-type mengelement toegepast. In plaats daarvan is het veel meer een combinatie van verschillende mengelementen in combinatie met verschillende rotaties en snelheid.
Daarom is het noodzakelijk om Jongia tijdens de pre-engineering en de detailengineering op één lijn te houden om ervoor te zorgen dat de juiste stappen worden genomen voor de juiste keuze van het roerwerk.
Bovendien moet de mechanische betrouwbaarheid uitstekend zijn. Dat is nog een reden waarom Ion-Batterij producenten Jongia kiezen voor hun Lithium-Ion batterij mengsystemen!
Als u geïnteresseerd bent, neem dan contact met ons op: info@jongia.com of bezoek onze Batterijen pagina voor meer Ion-Lithium Batterij gerelateerde artikelen.
Contacteer ons gespecialiseerde team voor al uw vragen
Teun van der Spek
Area Sales Manager
Technische Vragen?
Jan Siert Tjeerdsma
Project Manager
Technical Specialist
Gerelateerde Artikelen
Is Natrium-Ion de volgende generatie duurzame batterijen?
De natrium-ion batterij (NIB of SIB) is een type oplaadbare batterij die natriumionen (Na+) gebruikt als ladingdragers. Het werkingsprincipe en de celconstructie zijn bijna identiek aan die van lithium-ion batterijtypes (LIB), maar vervangen het lithium materiaal door natrium natrium.
Wat is het recyclingproces voor lithium
De huidige commerciële lithium-ionbatterijen bevatten voornamelijk overgangsmetaaloxiden of -fosfaten, aluminium, koper, grafiet, organische elektrolyten die schadelijke lithiumzouten bevatten, en andere chemicaliën. Veel onderzoekers besteden daarom steeds meer aandacht aan de recycling en het hergebruik van gebruikte lithium-ionbatterijen. Vanwege de hoge
Elektrolyt mengen voor Ion-Lithium batterijen
Elektrolyt als basis voor ion-lithiumbatterijen speelt een sleutelrol bij het transport van de positieve lithiumionen tussen de kathode en de anode, en bijgevolg bij het laden en ontladen van de batterij. Daarom moet het worden gecontroleerd op mogelijke onzuiverheden. Tegelijkertijd
