Определение среднего дзета-потенциала и его распределения в суспензии аккумуляторных электродов

В этой заметке представлено исследование по определению дзета-потенциала суспензии аккумуляторных электродов, диспергированных в растворителе NMP. В эксперименте использовался прибор BeNano для измерения дзета-потенциала четырех различных образцов. Результаты показали, что все образцы имели отрицательный дзета-потенциал, что указывает на наличие отрицательных зарядов в электродных материалах. Амплитуда дзета-потенциала составляла около 50 мВ, что свидетельствует о высокой стабильности. Исследование подчеркивает важность понимания дзета-потенциала для оптимизации производства аккумуляторных электродов и подчеркивает надежность измерений.

 

                        

Продукт	Серия BeNano
Промышленность	Аккумуляторы и энергетика
Образец	Шлам аккумуляторных электродов
Тип измерения	Дзета-потенциал
Технология измерения	Электрофоретическое рассеяние света (ELS)

 

 

Перейти к разделу:

 

 
• Введение
 
• Приборы
 
• Эксперимент
 
• Результаты и обсуждение
 
• Заключение
 

 

 

---

 

Введение

 

В последние годы стремительное развитие новой энергетики подчеркивает значительную роль литиевых батарей в качестве многоразовых и перезаряжаемых аккумуляторов в различных промышленных приложениях. В процессе производства литиевых батарей электродный шлам формулируется с использованием NMP (n-метилпирролидона) в качестве диспергатора. NMP служит растворителем для ПВДФ на этапе дозирования суспензии, способствуя диспергированию суспензии для создания более однородной системы. Кроме того, NMP выступает в качестве основного носителя суспензии на стадии нанесения покрытия, обеспечивая равномерное нанесение покрытия на подложку. Кроме того, на этапах нанесения покрытия и запекания NMP улетучивается и создает поры в покрытии, в результате чего образуется равномерно распределенная пористая микроэлектродная структура.

 

 

Стабильность электродных материалов аккумуляторов в NMP имеет решающее значение, поскольку напрямую влияет на качество производства электродов. В данном исследовании мы провели анализ дзета-потенциала ряда суспензий, диспергированных в NMP.

 

 

Приборы

 

Для проведения эксперимента использовался анализатор размера наночастиц и дзета-потенциала BeNano 90 Zeta от Bettersize Instruments. В качестве источника света используется лазер с длиной волны 671 нм и мощностью 50 мВт. Для получения сигнала рассеянного света использовался APD-детектор, расположенный под углом 12 градусов. На сайте фазовый анализ светорассеяния (PALS) использовалась для точного определения дзета-потенциала образцов с низкой электрофоретической подвижностью.

 

 

Эксперимент

 

Четыре электродных материала для аккумуляторов были диспергированы в растворителе NMP. Из-за низкой диэлектрической проницаемости органической фазы NMP использовалась ячейка погружения. Каждый образец измеряли шесть раз, чтобы получить среднее значение и стандартное отклонение.

 

 

Результаты и обсуждение

 

 

 

                             

Образцы	Дзета-потенциал (мВ)	Стандартное отклонение (мВ)
1#	-53.43	3.48
2#	-51.84	1.97
3#	-50.32	2.46
4#	-48.53	3.44

 

 

Фазовые графики и кривые распределения образцов на рисунках 1 - 8 и данные в таблице 1 показывают, что дзета-потенциалы всех образцов отрицательны, что свидетельствует о том, что электродные материалы несут отрицательные заряды в НМП. Амплитуды дзета-потенциала всех четырех образцов составляют около 50 мВ, а более высокий дзета-потенциал указывает на высокую стабильность образцов. Стандартные отклонения при многократных измерениях были небольшими, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости результатов измерений.

 

 

Заключение

 

 

В данной заметке представлено исследование по определению дзета-потенциала суспензии аккумуляторных электродов, диспергированной в растворителе NMP. В эксперименте использовался прибор BeNano 90 Zeta для измерения дзета-потенциала четырех различных образцов. Результаты показали, что все образцы имели отрицательный дзета-потенциал, что свидетельствует о наличии отрицательных зарядов в электродных материалах. Амплитуда дзета-потенциала составляла около 50 мВ, что свидетельствует о высокой стабильности. Исследование подчеркивает важность понимания дзета-потенциала для оптимизации производства аккумуляторных электродов и подчеркивает надежность измерений.

 

 

 

Об авторах

            

	Жибин Гуо Менеджер по приложениям @ Bettersize Instruments
	Доктор Нин   Директор по продуктам @ Bettersize Instruments

 

 

        

Раскройте секреты высокопроизводительных литий-ионных батарей с помощью сборника из семи заметок по применению батарей. (pdf)   Получить копию сейчас