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¿Cuál es el método de preparación de una suspensión conductora para baterías de iones de litio?

Dec 15, 2023   Pageview:66

Las tecnologías de baterías avanzan continuamente con los requisitos cada vez mayores. Si bien la mayoría de las personas conocen los avances en tecnología y el material principal de la batería, no conocen la importancia de la suspensión conductora en la batería. Tiene un papel vital en la mejora del rendimiento de las baterías de iones de litio utilizando los materiales activos al máximo. Entonces, en este artículo, analizaremos cómo se produce la suspensión conductora para las baterías de iones de litio.

Mezcle materiales activos con negro de humo y otros agentes conductores

El primero y uno de los pasos más cruciales en la producción de lodo conductor de baterías de iones de litio es mezclar los materiales activos con negro de humo y otros agentes conductores. Este paso implica seleccionar los materiales y mezclarlos de manera eficiente para establecer una buena base para un rendimiento confiable de la batería.

1.Selección de materiales activos ideales

Este proceso comienza con la selección de los materiales activos ideales ya que son los encargados de almacenar cargas y liberarlas como forma de energía eléctrica durante un ciclo de descarga. Con un papel tan importante, seleccionar el material incorrecto para su batería puede provocar una caída significativa en la confiabilidad y el rendimiento, por lo que elegir materiales capaces de reacciones químicas reversibles es esencial. Algunos materiales comunes incluyen:

Óxido de litio y cobalto

Óxido de litio y manganeso

fosfato de hierro y litio

Célula de batería LiFePO4 cuadrada de baja temperatura de 3.2V 20Ah
Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

2.El papel del negro de carbón

Un componente importante de la suspensión conductora es el negro de carbón, y se utiliza para funcionar como agente conductor para el flujo de electrones dentro de la batería. El negro de humo sirve de puente entre los materiales activos y el terminal de la batería para el flujo de electrones. Debido a que este material tiene una alta conductividad eléctrica, reduce la resistencia interna de una batería y mejora su capacidad general para suministrar corriente.

3.Uso de diversas técnicas de dispersión para lograr una mezcla homogénea

Lograr una mezcla homogénea para la suspensión conductora es esencial para obtener un rendimiento constante de la batería. Si la mezcla no es homogénea, tendrá una distribución desigual de materiales activos entre los electrodos, por lo que se reducirá la confiabilidad, capacidad y ciclo de vida. Es por eso que se utilizan múltiples técnicas de dispersión para garantizar que la mezcla final sea homogénea.

Mezclar sales metálicas y compuestos orgánicos en un solvente

La siguiente parte del proceso consiste en mezclar sales metálicas con compuestos orgánicos en un disolvente. Este paso implica seleccionar cuidadosamente el solvente y usarlo en concentraciones equilibradas para garantizar que se logre una suspensión equilibrada al final del proceso.

1.La importancia de la química en este proceso

La química tiene una gran importancia en todo este proceso y específicamente en este paso. Es por eso que las sales metálicas y los componentes orgánicos son cuidadosamente seleccionados y mezclados con el solvente cuidando el equilibrio químico requerido. Ayuda a lograr las sofisticadas reacciones electroquímicas en la batería, que dan como resultado el rendimiento de la batería.

Batería rugosa 11.1V 7800mAh del polímero del ordenador portátil de la densidad de alta energía de la baja temperatura
Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

Si estas reacciones se ven socavadas, la batería no funcionará bien, mientras que si se sobrecargan, la batería será insegura e inestable.

2.Selección del disolvente ideal

Mantener el equilibrio en este paso comienza con la elección del disolvente. Es una decisión crucial en el proceso porque el disolvente debe disolver eficientemente sales metálicas y compuestos orgánicos. Además, debe crear un entorno ideal para las reacciones electroquímicas dentro de la batería. El solvente necesita equilibrar las siguientes características en la suspensión:

Baja viscosidad

Constante dieléctrica

Amplia estabilidad electroquímica

No inflamabilidad

De esta manera, puede mantener un buen rendimiento y mantener la estabilidad general de la batería. El carbonato de etileno, el carbonato de etilmetilo y el carbonato de dimetilo son los materiales utilizados como disolvente ya que tienen las propiedades requeridas.

3.Equilibrio de concentraciones y ratios

La parte final y crítica de este paso es equilibrar las concentraciones y proporciones de compuestos orgánicos y sales metálicas en el solvente al mezclar. No mantener un equilibrio puede provocar una batería inestable e insegura, lo que puede provocar la degradación del electrolito y otros problemas de salud de la batería.

Comprimir polvos en solventes de muy baja temperatura mediante altas fuerzas de corte y polímeros de gran tamaño.

El último paso en el proceso de elaboración de una suspensión conductora para baterías de iones de litio es comprimir los polvos que hemos seleccionado y mezclado en las fases anteriores del proceso. Esta compresión se realiza a bajas temperaturas y el proceso utiliza una alta fuerza de corte para darle a la suspensión conductora su forma final.

1. Disolventes de baja temperatura y sus ventajas

El proceso de elaboración de una suspensión conductora para la batería de iones de litio implica el uso de un solvente de baja temperatura. Usarlo es beneficioso en muchos niveles, ya que permanece en forma líquida incluso después de temperaturas extremadamente bajas. La seguridad y estabilidad del proceso mejoran debido a la operación a baja temperatura y al hecho de que el solvente permanece en forma líquida. Además, proporciona un control total sobre las propiedades del purín, como viscosidad, tiempo de secado, etc.

2.Aprovechamiento de las fuerzas de corte para crear la lechada

Las fuerzas de corte se utilizan para comprimir la suspensión conductora y se aprovechan mediante medios mecánicos o ultrasónicos. Rompe los aglomerados y asegura que todos los materiales se distribuyan eficientemente dentro del solvente. De esta manera, se puede conseguir más fácilmente una suspensión conductora homogénea.

3.Importancia de los aglutinantes poliméricos

Los aglutinantes poliméricos se utilizan en el proceso de elaboración de la suspensión conductora y se utilizan para lograr integridad estructural en la suspensión. Estos polímeros funcionan como agentes adhesivos y forman una red robusta en la suspensión conductora, que mantiene juntos a todos los agentes conductores. Elegir los aglutinantes de polímeros adecuados es fundamental para que unan los materiales sin afectar el rendimiento de la batería. Es por eso que la carboximetilcelulosa y el fluoruro de polivinilideno suelen ser la mejor opción para usar como aglutinantes poliméricos.

Conclusión

Los avances en la industria de las baterías de iones de litio han sido una de las razones por las que las aplicaciones de suministro de energía portátil han mejorado mucho. Son múltiples los factores que hacen que estas baterías funcionen bien y la suspensión conductora se encuentra entre los más importantes. Ayuda a mejorar la densidad de energía de las baterías y les permite cargarse rápidamente mientras mejora su ciclo de vida. Por tanto, con mejoras en la producción de esta suspensión conductora, podremos mejorar aún más la eficiencia de las baterías de iones de litio.

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