mohanad al-shroofy,^a qinglin zhang,^a jiagang xu,^a tao chen,^a aman preet kaur,^b und Yang-tse-chenga

2. experimentell

2.1 Elektrodenherstellung

2.1.1 trockenpulverbeschichtete Elektroden.zur Herstellung der Trockenkathodenmischung, NMC (umicore) wurde mit Ruß (CB, super PC65, TIMCAL) vermischt einem Planetenmischer-Entgaser (mazerustar KK-50S, kurabo) für 20 min. die NMC-Partikelgröße liegt zwischen 5.6 µm und 12 µm (D50u003d10.0). das Ergebnis Mischung wurde mit PVDF (kf 1100, kureha america) kombiniert, um eine Mischung aus NMC:CB:PVDF mit einem Gewichtsverhältnis von 19:1:1, zu erzeugen, die nach dem Mischen in a erhalten wurde planetarisch Kugelmühle(X iamen tmaxcn inc.) für 30 min.

Das elektrostatische Trockenpulverbeschichtungsverfahren für die Elektrodenherstellung verwendete eine elektrostatische Sprühpistole vom Corona-Typ (Abbildung 1) in einer Sprühkabine, um loses Pulver einzufangen,, das zum Sprühen der Pulvermischung auf eine elektrisch geerdete Al-Folie (15 µm dick) verwendet wurde ). die Gleichspannung zwischen Pistole und Alufolie wurde auf 25 kV eingestellt. Druckluft (15 psi) wurde verwendet 4um die Pulvermischung vom Trichter zur Spritzpistole zu transportieren. der Abstand zwischen der Spitze von die Sprühpistole und der Untergrund wurden auf 20 cm fixiert. der Winkel zwischen der Sprührichtung und der Normalen der Al-Folie betrug 45º . Die Dicke der Sprühschicht wurde kontrolliert, indem die Sprühzeit auf 1 Minute gehalten wurde, und die Größe der hergestellten Elektrodenschicht etwa 18 mm breit und 25 mm lang war. die mit Trockenpulver beschichteten Elektroden waren in einen Ofen überführt und 1 h bei 170 an der Luft erhitztº C. Anschließend wurden die gebrannten Elektroden bei Raumtemperatur mit vorgegebenem Spaltabstand durch eine kompakte elektrische Walzpresse kalandriert (X iamen tmaxcn inc.). Scheiben mit 12 mm Durchmesser wurden mit einem geschnitten Knopfzellenscheibe p Unching-Maschine (xiamen tmaxcn inc.) und übertragen auf a Vakuumgl ove-Box(X iamen tmaxcn inc.).

2.2.3 Zusammenbau von Knopfzellen und elektrochemische Tests. Knopfzellen vom Typ cr2025 wurden unter Verwendung von a zusammengebaut Münzzelle l Crimper (xiamen tmaxcn inc.) innen mit Argon gefüllt Handschuh Karton mit Wasser- und Sauerstoffgehalt unter 0.1 ppm. Lithiummetallfolie (99.9 %, Sigma– Aldrich) wurde als Gegen-/Referenzelektrode verwendet. Ein Stück Polypropylenmembran (Celgard 2400) wurde als Separator zwischen der Lithiumfolie und der Kathode verwendet. 1 M Lipf6 in Ethylencarbonat/Ethylmethylcarbonat (EC/ Als Elektrolyt wurde EMC 3:7 Vol., BASF) mit 2% Vinylencarbonat (VC, BASF) verwendet. die Gewichtsverhältnisse des Elektrolyten waren 12.5 wt% lipf6, 25.7 Gew.-% EC, 59.9 Gew.-% EMC, und 2.0 Gew.-% VC. Ein Abstandshalter aus Edelstahl und Münzzellengehäuse (xiamen tmaxcn inc.) wurden auf dem Lithiummetall platziert, um eine gleichmäßige Stromverteilung zu erhalten und dienten als Stromsammler. Die elektrochemische Charakterisierung der zusammengesetzten Zellen wurde mit einem Mehrkanal-Potentiostaten (VMP-3, bio-logic) durchgeführt, der im betrieben wurde Der galvanostatische Zellzyklus. wurde bei Raumtemperatur mit einer Ruhezeit von 2 Stunden vor jedem Test durchgeführt. Lade-/Entladetests wurden auch mit variablen Raten, im Bereich von 0.5C bis 10C, Zyklen durchgeführt zwischen 3.0 V und 4.3 V. am Ende jeder Ladung, hielt die Elektrode bei 4.3 V bis der Strom unter 0.05C abfiel. mehr als 20 Knopfzellen aus 3 Chargen wurden hergestellt, um die elektrochemische Leistung der hergestellten Elektroden nach dem Trocken- und Nassverfahren in Halbzellen mit reinem Lithium als Gegenelektrode zu testen.