不同压片方式评估石墨极片反弹及电阻性能

大家好，小科来为大家解答以上问题。不同压片方式评估石墨极片反弹及电阻性能这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、锂离子电池的能量密度一直是研究热点之一。选择高容量的正负极材料，提高极片的压实密度，可以大大提高电池的能量密度。但过高的压实密度往往会影响电池的倍率性能，甚至带来安全隐患。因此，寻求合适的压实密度对电池设计具有重要意义。

2、在电池的实际生产中，通常采用滚压的方式进行压片，但有些实验室在制备少量极片时也会采用平压，而目前采用的是垂直平压的方式测量片电阻，这种方式可能存在石墨颗粒排列方向不同的情况。因此，本文比较了平压和滚压对极片压实密度和电阻率的影响，为电池设计者提供了参考数据支持。

3、图1正负极片卷绕示意图

4、实验设备和测试方法

5、1.1实验设备：

6、极片电阻计，型号BER2500(IEST远能科技)，电极直径14mm，压力560 MPa。设备的外观如图2所示。

7、1.2测试方法：

8、将待测极片剪成5cm10cm左右的长方形，放在样品台上，在MRMS软件上设置好测试压力、保温时间等参数，开始测试。软件自动读取极片厚度、电阻、电阻率和电导率的数据。

9、1.3测试参数：

10、对未卷制或卷制的极片，测试极片在不同压力下的回弹量；

11、将未加压的极片压平，然后再次加压，比较两个极片的电阻率。

12、测量卷绕和展开的极片在不同压力下的电阻率。

13、实验数据分析

14、2.1两种不同压制方法下极片厚度回弹的比较

15、平压碾压后，测量静置约24h后的厚度回弹，如图3所示。从图中可以看出，当压实密度较低时，平压后的厚度回弹远大于碾压后的厚度回弹，并且随着平压中压实密度的增加，回弹也增加，从低压下的0.4%增加到高压下的26%。轧后极片在低压下的反弹略有波动，反弹幅度在4%-12%左右。达到一定压实度后，回弹率急剧增加到24%。此时极片厚度的回弹与平压后接近。

16、上述现象说明，在压实密度较小的范围内，碾压时虽然有侧向剪切力，但卸压后，颗粒间的回弹比平压时大。但随着压实密度的增加，两种方法压制后极片厚度的回弹量基本相同。

17、图3轧制平压极片厚度回弹对比

18、2.2平压和双压试验极片电阻率对比

19、将展开的极片展平后，比较复压前后的电阻率差异，如图4所示。从图中可以看出，极片在不同压力下展平后，电阻率随着压实密度的增加而降低，且呈线性相关。然而，极片的电阻率是在用5MPa的压力重新压制后测量的。随着压实密度的增大，极片的电阻率增大，但压实大于一定值后，电阻率减小。

20、这种现象主要是由于电极与极片表面的接触电阻随着试验压力的增加而降低，极片涂层中颗粒之间的接触电阻也随之降低。但当用5MPa复压测试不同密度涂层的极片电阻率时，虽然极片涂层中颗粒间的接触电阻降低，但测试电极与极片表面的接触电阻增加，使得总电阻率随压实密度增加而增加。

21、图4 (a)平压后电阻率的压实密度

22、图4(b)再压缩后的电阻率压实

23、2.3平压和滚压后再压电阻率对比

24、如图5所示，通过平压、滚压和再压来测试极片的电阻率。从图中可以看出，随着compac的增加

25、以上现象可能是辊压对极片表面状态的影响大于平压，从而使测试电极与极片表面的接触电阻更大，或者可能是由于辊压方式会导致石墨片层发生滑移使更多的导电性较差的基面平行排列，从而使极片电阻率变大。

图5 (a）平压后再复压电阻率&压实

图5（b）辊压后再复压电阻率&压实

总 结

★ 本文采用不同压片方式评估石墨负极反弹量和电阻性能，通过上述实验数据可知：

1、平压和辊压方式极片反弹量差别较大；

2、平压及复压后的极片随压实密度增加，电阻率趋势相反，可能与平压后测试电极与极片表面的接触电阻不断增大有关；

3、平压及辊压的极片，复压测试极片电阻率发现，随压实密度增加，两种压片方式电阻率变化趋势类似，均为压片后电阻率大于压片前，且辊压方式压片会使极片的电阻率增加更大。

※ 基于以上不同压片方式对厚度反弹及电阻率的影响结果，我们可以进一步结合XRD、SEM等表征方法做进一步深入分析。

审核编辑 ：李倩

本文到此结束，希望对大家有所帮助。