壓實(shí)密度對(duì)電池性能有什么影響?

壓實(shí)密度分為負(fù)密度陽(yáng)極密度和正壓實(shí)密度。在鋰離子電池的設(shè)計(jì)中，壓實(shí)密度=面密度/(極片軋制后的厚度-集流體厚度)，單位：g/cm3，這是基本定義。

在鋰離子電池的制造中，壓實(shí)密度對(duì)電池性能有很大影響。實(shí)驗(yàn)證明，壓實(shí)密度與片材比容量、效率、內(nèi)阻和電池循環(huán)性能密切相關(guān)。尋找最佳壓實(shí)密度對(duì)于電池設(shè)計(jì)很重要。一般來(lái)說(shuō)，壓實(shí)密度越高，電池的容量就越大，所以壓實(shí)密度也被認(rèn)為是材料能量密度的參考指標(biāo)之一。壓實(shí)密度不僅與顆粒的大小和密度有關(guān)，還與顆粒的級(jí)配有關(guān)。通常，致密密度具有良好的顆粒正態(tài)分布?？梢哉J(rèn)為，在一定的工藝條件下，壓實(shí)密度是鋰離子電池生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數(shù)。為了提高能量密度，我們一般都希望盡可能提高壓實(shí)密度。下圖為相同厚度控制下的2.7、2.9和3.4g/。從圖中可以看出壓實(shí)密度為cm3時(shí)電極內(nèi)部微孔尺寸的變化，隨著壓實(shí)密度逐漸增大，電極內(nèi)部微孔尺寸也逐漸減小。

在展開的電極中，只有50%的空間被活性物質(zhì)占據(jù)，提高壓實(shí)密度可以有效提高電極的體積能量密度和重量能量密度，但這也會(huì)影響電極結(jié)構(gòu)，如孔隙。倍率、比表面積、孔徑分布和曲率也會(huì)影響粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑在電極中的分布，對(duì)鋰離子電池的電化學(xué)性能有顯著影響。

高倍率電池與壓實(shí)密度的關(guān)系

高倍率電池的壓實(shí)密度越高，電池的吸液值越小，電極內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電池正負(fù)極形狀大小不一有直接關(guān)系。材料均勻地排列在鋁箔和銅箔的表面。壓實(shí)密度的差異改變了顆粒之間的距離和間隙。

壓實(shí)密度越大，顆粒之間的接觸越緊密，顆粒之間的距離和間隙越小。電解液處于液態(tài)，當(dāng)注入足夠量的電解液時(shí)，電解液會(huì)滲入顆粒之間的間隙，達(dá)到飽和狀態(tài)。顆粒之間的距離和間隙越小，與電解液接觸的面積越小，吸收電解液的空間就越小，相應(yīng)的吸收電解液量也就越小，這意味著不同的壓實(shí)密度會(huì)影響電池的吸光度。主要原因。當(dāng)然，不同的原料也會(huì)由于顆粒形態(tài)和結(jié)構(gòu)粒度的差異而引起不同的吸料值，這方面的影響還有待進(jìn)一步研究。

壓實(shí)密度對(duì)高倍率電池容量的影響

高倍率電池的壓實(shí)密度影響電池容量和比能量，相同容量設(shè)計(jì)，電池質(zhì)量相近;壓實(shí)密度不同，極片的厚度不同，組裝電池的厚度也不同。不同的壓實(shí)密度對(duì)電池的厚度影響很大，最大厚度差為0.7mm，為電池厚度的10%;不同壓實(shí)密度對(duì)電池LC容量的影響不明顯;厚度變化對(duì)電池體積比具有更大的能量。壓實(shí)密度對(duì)電池體積的影響在一定程度上改變了電池的體積比能量。

壓實(shí)密度對(duì)內(nèi)阻的影響

高倍率電池壓實(shí)密度對(duì)電池內(nèi)阻的影響，不同壓實(shí)密度對(duì)電池內(nèi)阻的影響，壓實(shí)密度的增加可以在一定程度上降低電池內(nèi)阻，正負(fù)極的影響規(guī)律相似。

電池內(nèi)阻在一定程度上反映了電池內(nèi)部電導(dǎo)率的差異。在配方和原料相同的條件下，壓實(shí)密度增加，原料顆粒之間的距離減小，接觸概率增加，顆粒之間的接觸面積增加。大的導(dǎo)電橋和通道增加，電池阻抗降低，內(nèi)阻降低。

高倍率電池壓實(shí)密度對(duì)電池高倍率放電性能的影響

壓實(shí)密度過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響高倍率電池的倍率放電性能。因此，為了達(dá)到理想的大電流放電性能，壓實(shí)密度存在一個(gè)最佳范圍。

1、壓實(shí)密度過(guò)大，粒子間距離減小，接觸更緊密，電子傳導(dǎo)性增強(qiáng)，但離子運(yùn)動(dòng)通道減少或阻塞，不利于大量離子的快速運(yùn)動(dòng)，從而限制其大電流放電和放電時(shí)極化。增大，放電電壓降低，放電容量減小;

2、壓實(shí)密度過(guò)小，顆粒間距離增大，離子通道增加，電解液的吸液量增加，有利于離子的快速運(yùn)動(dòng)。但由于粒子間距過(guò)大，粒子間的接觸概率和接觸面積降低，不利于電子。導(dǎo)電，電導(dǎo)率降低影響大電流放電，增加放電極化。

因此，合適的壓實(shí)密度范圍可以保證粒子之間充分接觸而不阻塞離子運(yùn)動(dòng)通道，同時(shí)保證大電流放電時(shí)電子具有良好的導(dǎo)電性和快速的離子運(yùn)動(dòng)，減少放電極化，提高放電平臺(tái)電壓。

壓實(shí)密度對(duì)電池高倍率循環(huán)性能的影響

影響高倍率電池循環(huán)性能的因素很多。從不同壓實(shí)密度對(duì)高倍率循環(huán)性能的影響來(lái)看，影響程度是顯而易見的。

此外，電池的吸液值、內(nèi)阻、高倍率放電性能和中值電壓的差異都會(huì)影響鋰離子電池的高倍率循環(huán)性能，這些因素與壓實(shí)密度有一定的相關(guān)性，所以壓實(shí)密度對(duì)鋰離子電池的高倍率循環(huán)性能有著復(fù)雜的影響。

以上就是壓實(shí)密度對(duì)電池性能影響的介紹了，相信通過(guò)以上介紹大家對(duì)壓實(shí)密度對(duì)電池性能有什么影響已經(jīng)有了基本的了解了。