MĚŘENÍ VELIKOSTI ČÁSTIC
URČENÍ STŘEDNÍ HODNOTY A DISTRIBUCE ZETA POTENCIÁLU PAST PRO VÝROBU BATERIOVÝCH ELEKTROD
ZHIBIN GUO, HUI MIMG Bettersize Instruments Ltd.
Rychlý vývoj energetiky v posledních letech zvýraznil významnou roli lithiových baterií jako opakovaně použitelných baterií a akumulátorů v různých průmyslových aplikacích. Při výrobě lithiových baterií se vytváří elektrodová pasta s pomocí disperzantu NMP (n-metylpy- rolidon). NMP slouží během přípravy pasty jako rozpouštědlo pro PVDF, které pomáhá rovnoměrnější dispergaci pasty. NMP navíc slouží jako primární nosič pasty během fáze vytváření vrstvy, kdy má zajistit rovnoměrné pokrytí substrátu. Kromě toho se během vytvrzování NMP vypařuje a vytváří v povlaku póry, což má mít za následek rovněmorně distribuovanou strukturu pórů mikroelektrody.
Obr. 2: Fázové grafy opakovaných měření vzorku
Stabilita elektrodových materiálů v NMP je zásadní, protože přímo ovlivňuje kvalitu vyrobených elektrod. Při studii popsané v tomto článku byla prováděna analýza Zeta potenciálu řady past dispergova- ných v NMP. Přístrojové vybavení Při studii byl použit přístroj pro měření velikosti částic a Zeta potenciálu BeNano 90 Zeta od firmy Bettersize. Ten je vybaven laserem o vlnové délce 671 nm s výstupním výkonem 50 mW. Pro zachycení rozptýle- ného světla byl použit APD detektor (lavinová fotodioda) snímající pod úhlem 12°. Pro přesné určení Zeta potenciálu byla použita metoda PALS
(fázová analýza rozptýleného světla) Obr. 1: Přístroj Bettersize BeNano
Obr. 3: Distribuce Zeta potenciálu opakovaných měření vzorku 1
Experiment V NMP rozpouštědle byly rozpuštěny 4 materiály bateriových elektrod. Kvůli nízké dielektrické konstantě organické fáze NMP byla použita ponorná měřicí cela. Každý vzorek byl měřen 6x a byla vypočítána střední hodnota a směrodatná odchylka. Výsledky a diskuze Data v tab. 1 a fázové grafy a distribuční křivky vzorků na obr. 2–9 ukazují, že Zeta potenciály všech měřených vzorků byly negativní, což ukazuje, že elektrodové materiály nesou v NMP negativní náboj. Ampli- tuda Zeta potenciálu všech čtyř vzorků je kolem 50 mV a čím vyšší je absolutní hodnota Zeta potenciálu, tím je vzorek stabilnější. Směrodatné odchylky hodnot opakovaných měření byly malé, což ukazuje na velmi dobrou reprodukovatelnost měření. Tab. 1: Střední hodnoty a směrodatné odchylky Zeta potenciálu měře- ných vzorků
Obr. 4: Fázové grafy opakovaných měření vzorku 2
Zeta potenciál [mV]
Směrodatná odchylka [mV]
Vzorek
1 2 3 4
–53,43 –51,84 –50,32 –48,53
3,48 1,97 2,46 3,44
18
CHEMAGAZÍN • 6 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook Digital Publishing Software