リチウム電池の圧縮密度に影響を与える要因は何ですか？

リチウムイオン電池の活性物質の固有の特性に加えて、電極の微細構造は、電池のエネルギー密度と電気化学的特性に大きな影響を与えます。破砕されていない電極のうち、空間の50％のみが活性物質で占められているため、圧縮密度が向上し、電極の体積エネルギー密度と重量エネルギー密度を効果的に高めることができます。

現在、正極性錠剤の圧縮密度に影響を与える4つの主な要因があります。（1）材料の真の密度。 （2）材料の形態; （3）材料の粒度分布。 （4）分極プロセス;これらの要素を最適化することで、圧縮密度を上げてエネルギー密度を上げることができます。

（1）材料の真密度

現在商品化されているカソード材料の真の密度：リチウムコバルト酸＆GT;三元素材＆GT;マンガン酸リチウム＆GT;圧縮密度の法則と一致するリン酸鉄リチウムは、材料の真密度が圧縮密度に及ぼす影響を変更することはできません。

現在、コバルト酸リチウムの圧縮密度と真密度の差は1.0 g・cm-3未満です。三元材料もこの値に達すると、圧縮密度は3.8 g・cm-3に達する可能性があります。現在、圧縮密度を上げる方法は、主に材料の形態、材料の粒度分布、極性プレート技術の3つの側面から始まります。

（2）材料の形態

現在市販されているリチウムコバルト酸は一次粒子であり、単結晶は大きく、三元材料は小さな単結晶の二次凝集体です。図に示すように、数百ナノメートルの単一粒子が再結合して、三元材料の二次球になります。多くのボイドがあります。電極を準備した後、ボールとボールの間に多数のギャップもあります。上記の理由により、三元材料の圧縮密度がさらに低下します。

三元材料の形態をコバルト酸リチウムと同様の大きな単結晶に調製すると、その圧縮密度（3.8 g・cm-3以上）を効果的に高めることができますが、現在のプロセスはまだ成熟していません。製品容量と初期放出効率は、従来の製品よりも低くなっています。

（3）材料の粒度分布

三元材料の粒度分布がその圧縮密度に影響を与える理由は、三元材料の球状形態に関連しています。等径の球体が蓄積すると、これらの空隙を埋めるのに適した小さな粒子サイズがない場合、球体と球体の間に多数のギャップが生じます。充填密度が非常に低いため、適切な粒子サイズ分布が可能です。材料の圧縮密度を上げます。

三元材料の粒度分布を最適化すると、その圧縮密度を高めることができます。材料に近いD50、D10、D90、Dmin、およびDmaxに違いがある場合は、圧縮密度も異なります。粒度の狭い分布または粒度の広い分布は、材料の圧縮密度を低下させます。粒度分布の影響について、一部のバッテリーメーカーはポジティブマテリアルのメーカーを要求します。一部の電池メーカーは、異なる粒子分布の製品を混合することにより、圧縮密度を高めるという目的を達成しています。

（4）分極プロセス

電極の面密度、バインダーおよび導電剤の量は、圧縮密度に影響を与えます。導電剤とバインダーの真の密度は非常に低く、添加量が多いほど、電極の圧縮密度は低くなります。

したがって、電極は導電剤の量を減らすために優れた導電剤を使用して作られています。さらに、プラズマ調整プロセスは高度に分散されているため、導電率とバインダーが均一に分散されているため、圧縮密度も向上します。

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