锂离子电池极片机理与工艺基础红宝书_化学_电子_UG_理论_材料_试验

锂离子电池极片机理与工艺基础红宝书

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结合自己多年的工作经验，阅读了近千份文献资料，历时五年的整理与总结，耗费大量时间和精力，建立了锂离子电池极片机理与工艺的知识体系框架，现推出锂电池极片机理与工艺基础红宝书，一份知识社群内部交流资料。

作者锂想生活mikoWoo，高级工程师，锂电事业践行者。2013年开始整理与总结锂离子电池工艺与设备问题，后来在网络分享锂电技术与知识。本书是对锂离子电池极片机理与工艺的整理和总结，适合于对锂离子电池工艺过程有一定了解的工程技术人员，锂电新入职者，对工艺感兴趣的学生等。因为在整理和汇总过程中花费了大量时间和精力，本书作为社群内部交流资料有偿（69元）分享给需要的朋友，如果您通过其他渠道获取了本书，感谢您赞赏支持我，也可以关注公众号阅读相关文章。

全书目录如下：

自序I

目录V

1.锂离子电池极片机理与结构特征1

1.1 锂离子电池发展趋势1

1.2 锂电池工艺-微结构-性能关系1

1.3 锂电池电极反应基本过程5

1.4 电极微结构表征技术6

1.4.1 微观成像技术6

1.4.2 计算机仿真技术10

1.4.3 电化学分析方法12

1.5 电极微观结构的优化13

1.5.1 锂离子传输通道：孔隙分布13

1.5.2 电子传输通道：导电剂分布18

1.5.3 电极机械稳定性：粘结剂分布19

1.5.4 理想的电极微观结构20

1.6 可视化锂电池极片3D微观结构21

1.7 定量优化锂离子电池极片微观结构28

1.7.1 前言28

1.7.2 试验和模拟29

1.7.3 数值模型结构的评估32

1.8 锂电池极片的设计38

1.9 电池N/P是一个动态值41

1.10 锂电池极片特性参数及其表征47

1.10.1 孔隙结构47

1.10.2 有效电极厚度56

1.10.3 电极组分分布56

1.10.4 多孔电极浸润性57

1.10.5 电子电导率58

1.10.6 电化学有效面积60

1.10.7 电极水分含量61

1.11 锂电池极片电导率影响因素63

1.12 锂离子电池极片膜电阻测试技术66

1.13 锂电池极片电导率局部区域差异73

1.14 极片残留水分测试及其对性能的影响77

1.15 锂电池极片机械性能测试方法83

1.16 显微硬度计研究极片粘结剂的弹性92

1.17 不同极片的电解液浸润速率97

1.18 孔隙迂曲度Bruggeman指数估算106

2 锂离子电池电化学模拟方法112

2.1 锂电池电化学伪二维模型112

2.2 锂离子电池模拟操作步骤120

2.2.1 全局定义121

2.2.2 部件122

2.2.3 多线段几何123

2.2.4 材料123

2.2.5 锂离子电池125

2.2.6 研究129

2.2.7 模拟结果129

3 锂离子电池浆料搅拌工艺基础133

3.1 引言133

3.2 锂电池极片导电剂用量理论估算133

3.2.1 导电剂作用133

3.2.2 导电剂理想分布状态134

3.2.3 导电逾渗曲线134

3.2.4 导电剂用量理论模型135

3.3 锂电池电极配方是怎么确定的137

3.4 怎么评价锂电池浆料?143

3.5 锂电浆料细度测量基础知识151

3.6 浆料制备技术对电极性能的影响154

3.7 浆料干法混料工艺为什么更好173

3.8 理想导电网络的实现方式182

3.9 温度对锂离子电池极片工艺的影响186

3.10 记录一次混料异常及解决措施193

4 极片涂布/干燥工艺基础195

4.1 引言195

4.2 电池极片狭缝式涂布流场特性195

4.3 浆料狭缝式涂布初期流场模拟202

4.4 狭缝挤压式与转移式涂布窗口对比分析211

4.5 极片挤压涂布厚边现象及解决措施217

4.6 锂电池狭缝挤压涂布模头刃口223

4.7 狭缝挤压涂布模头内部型腔设计225

4.8 挤压涂布垫片形状解决极片厚边现象230

4.9 极片湿涂层干燥原理与基本过程234

4.10 锂电池挤压涂布常见缺陷及其分析239

4.11 极片表面缺陷对电化学性能的影响247

5 极片辊压工艺基础256

5.1 锂电池极片辊压机原理及工艺256

5.2 锂电池极片辊压工艺基础解析265

5.3 活性物质和面密度对孔隙率的影响272

5.4 锂电池极片辊压温度的影响278

5.5 锂离子电池极片辊压工艺模拟282

5.6 铝箔加热退火减弱极片辊压翘曲290

5.7 锂电池极片轧机轧辊辊形设计构想291

6 极片裁切工艺基础299

6.1 引言299

6.2 极片圆盘分切原理及主要缺陷分析299

6.3 模具冲切306

6.4 激光切割308

7 电池极片制造新工艺312

7.1 引言312

7.2 传统工艺创新312

7.3 电极制备新工艺313

7.4 干法电极技术319

7.5 展望326

文中其他参考文献327

来源：锂想生活

锂电池精细微结构三维模型

基于随机生成或者层析成像数据生成的电极结构，其中的几何结构模拟多孔电极中的结构细节，此类电池模型称为异构模型。异构模型在电池电极结构研究中的应用日益广泛，核心优势在于能够精确模拟多孔电极中的结构细节，从而提供更准确的电池性能预测。固相锂浓度和液相锂浓度演变与均值模型的差别异构模型与一维均值模型的主要区别在于对多孔结构的描述方式。在均值模型中，如Newman模型，体积分数、比表面积和有效传递属性等平均属性被用来描述多孔结构。这些模型通常假设电极是均质的，忽略了电极内部结构的复杂性。相比之下，异构模型则详细描述了孔隙电解质和电极颗粒的实际形状，提供了更为精确的几何结构描述。图1 异构几何模型异构模型的优势精细微结构三维模型确保了模型能够精确反映实际电极的几何结构。在全三维几何中执行瞬态放电和电化学阻抗谱（EIS）仿真，可以模拟电池在实际操作条件下的性能。固体力学仿真也可以用来研究电极膨胀/收缩对颗粒和黏结应力的影响，这有助于理解电池在充放电过程中的机械稳定性。异构模型的主要优势在于其能够提供更高精度的模拟结果，并深入理解电池的电化学行为。异构模型主要问题就是网格数会很多，计算量比较大。图2 模型设置通过比较这两个模型的放电电压曲线和EIS奈奎斯特图，通常均值模型体现出更好的电化学性能，可能比实际的电池性能更好，主要没有考虑局部结构不均匀性的影响。图3 异构模型和均值模型结果对比总之，异构模型通过精确模拟多孔电极结构，提供了比传统均值模型更为精确的电池性能预测。这种方法不仅能够提高我们对电池内部复杂过程的理解，还能够指导电池设计和材料选择，优化电池性能和寿命。来源：锂想生活