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PVDF粘接剂动态性物理性能的科学研究
发布时间:2019-09-21
PVDF粘接剂动态性物理性能的科学研究,锂电池电级关键由特异性化学物质、粘接剂、导电性剂和集流体力学构成,粘接剂和导电性剂含水量尽管很低,可是对锂电池的特性却尤为重要。
粘接剂的功效是融合特异性化学物质、导电性剂和集流体力学,充电电池在蓄电池充电全过程中的容积澎涨会造成粘接剂无效,粘接剂无效则会造成电级不一样多组分中间丧失导电性联接,一部分特异性化学物质颗粒物被绝缘层,没法参加蓄电池充电,造成充电电池特性降低,非常使针对Si原材料负级,这一功效将更为显著。
PVDF是这种高分子材料高聚物原材料,在锂电池电解液中具备优良的可靠性,因而被普遍的运用于锂电池中。因为缺乏PVDF粘接剂动态性物理性能统计数据,锂电池的实体模型中,通常觉得PVDF是这种线形延展性原材料,可是应用场景所述假定所造成的锂电池实体模型个人所得的結果并不是精确。前不久新泽西理工大学的ArnuparpSantimetaneedol几人对PVDF粘接剂的特性于动态性物理性能开展了系统软件的科学研究,ArnuparpSantimetaneedol最先将PVDF做成片状规范试样,检测了其单轴载入-卸载掉试验、单轴不一样的应变速率、松驰试验,应用场景所述数据测试ArnuparpSantimetaneedol创建了1个延展性-粘塑性变形实体模型,该实体模型可以更强的拟合PVDF的动态性物理性能,并应用场景该实体模型创建了Si负级充电电池的实体模型,仿真模拟了不一样的蓄电池充电倍数下Si-PVDF电级的物理性能,该实体模型精确的分折了硅负级在电池充电全过程中的个人行为。科学研究显示信息,PVDF的动态性物理性能不仅与充电电池的蓄电池充电情况相关,并且还与蓄电池充电的速度相关,蓄电池充电的速度越来越快,因为造成的应变速率迅速,PVDF塑料薄膜在同样的应变力下,造成的地应力也更大。
根据剖析PVDF的卸载掉-载入曲线图能够发觉,随之试验的反复,2次试验的曲线图并不可以彻底重叠,因此PVDF的主要表现更像延展性-粘塑性材料。应用场景所述科学研究,ArnuparpSantimetaneedol创建了1个硅负级实体模型,在其中硅为直徑100nm的环形颗粒物,表层包复了一层层100nm厚的PVDF原材料,忽视硅颗粒物在蓄电池充电全过程中裂开的难题,不考虑到硅负级表层产生SEI膜,只考虑到嵌锂和脱锂的全过程,而且假定Li+在PVDF塑料薄膜内外扩散没有阻拦。
因为Li+在Si负级颗粒物中的外扩散受到限制,因而在不一样的电池充电倍数下,硅负级颗粒物所造成的澎涨也不一样,在较低的倍数下,硅负级颗粒物澎涨更大,会对PVDF层造成更大的应变力。因为PVDF使这种延展性-粘塑性材料,因而PVDF的地应力不仅与应变力相关,也有应变力的速率相关,应变力速率越来越快,地应力也相对的越高。因而在10C的倍数下,尽管PVDF塑料薄膜的应变力较小,可是所造成的地应力为51MPa,而1C倍数下,尽管应变力很大,可是地应力仅为42MPa,这与试验中观查到的状况是始终的。
该科学研究得出结论,PVDF是这种延展性-粘塑性材料,其无效不仅与应变力相关(也就是说电池充电深度1),还和应变速率相关(也就是说蓄电池充电的倍数),这针对创建1个精确的锂电池实体模型拥有非常关键的实际意义,非常是针对Si负级这类澎涨较为大的原材料。

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